一、空氣能熱泵的工作原理我們知道,水蒸發要吸取熱量,水蒸汽疑固要放熱。制冷機組(空氣能熱泵)就是借助這種“氣化吸取熱量、液化放熱”原理工作的,只不過整個過程是由冷媒在全封閉的裝置中實現罷了。因為低壓蒸氣是由壓縮機升壓,所以叫做蒸氣壓縮式制冷(制暖)裝置。
蒸氣壓縮式制冷(制暖)裝置,主要由壓縮機、冷凝器、膨脹閥(或節流閥)和蒸發器4大零件及其連接管路構成,其裝置內充注冷媒。其工作原理是壓縮機將從蒸發器來的低壓冷媒蒸氣進行壓縮,轉化為高溫高壓蒸氣后進入冷凝器,受到冷卻空氣或水的冷卻放出熱量并疑固成高壓液體,在經過脹閥節流后轉化為低壓、低溫的液體,進入蒸發器吸取熱量氣化。然后再次進壓縮機,繼續下一個循環。借助蒸發器得到冷量的設備就是制冷機組;借助冷凝器得到熱量的設備就是空氣能熱泵。
二、理想的制冷(制暖)循環--逆卡諾循環
卡諾循環分正卡諾循環和逆卡諾循環,均是2個等溫過程和2個絕熱過程構成,它們是一個理論循環。如圖所示1-2-341是逆卡諾循環,在逆卡諾循環中,冷媒沿絕熱線34膨脹,溫度由熱源溫度Tk降低至冷源溫度T0;然后沿等溫線4-1蒸發,工質再從1被絕熱壓縮到狀態2,最后沿著等溫線2-3冷凝。可推導出制冷系數,即得到冷量與輸入電功率之比
ε=Q/W
逆卡諾循環的制冷系數、與冷媒沒有關系,僅在于冷熱源溫度。冷源(室內)溫度越低,熱源(室外)溫度越高,其制冷系數越小。同時冷源溫度的影響大于熱源溫度的影響。這就解釋了,為什么我們的空調,夏季天氣越熱,越不行。
逆卡諾循環供熱系數:
同樣的逆卡諾循環的制暖系數,也僅在于冷熱源溫度。當熱源(室內)溫度一定時,冷源(室外)溫度降低,室內外溫差(分母)增大,制暖系數(即制暖能力)下降,這也就是我們所說的,冬季天氣越冷,空氣能熱泵越不行。即“逆反效應。