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第1章 概论 1

1.1 热泵的节能与环境效益 1

1.1.1 热泵的定义 1

1.1.2 热泵的节能效益 1

1.1.3 热泵的环境效益 2

1.2 热泵循环的热力学原理 2

1.2.1 逆卡诺循环 2

1.2.2 洛伦兹循环 3

1.2.3 热泵的热力经济性指标 3

1.3 热泵的低位热源 4

1.3.1 空气 4

1.3.2 水 5

1.3.3 土壤 8

1.3.4 太阳能 8

1.4 热泵的驱动能源和驱动装置 9

1.4.1 热泵的驱动能源和能源利用系数 9

1.4.2 热泵的驱动装置 10

1.5 热泵的分类 11

1.5.1 热泵的分类方法 11

1.5.2 按热泵机组换热器所接触的载热介质分类 11

1.5.3 按低位热源分类 13

1.6 热泵发展的历史与现状 15

思考题 19

第2章 蒸气压缩式热泵的工作原理 20

2.1 蒸气压缩式热泵循环 20

2.1.1 单级蒸气压缩式热泵的工作过程 20

2.1.2 单级蒸气压缩式热泵循环在压焓图上的表示 20

2.1.3 单级蒸气压缩式热泵的实际循环 22

2.2 蒸气压缩式热泵的工质 26

2.2.1 热泵工质的发展历程 26

2.2.2 热泵工质与环境保护 27

2.2.3 对热泵工质的要求 29

2.2.4 常用的热泵工质 31

2.2.5 热泵工质的热力性质计算原理 33

2.3 蒸气压缩式热泵的压缩机 35

2.3.1 热泵用压缩机的特点和要求 35

2.3.2 活塞式压缩机 36

2.3.3 涡旋式压缩机 39

2.3.4 螺杆式压缩机 40

2.3.5 离心式压缩机 44

2.4 蒸气压缩式热泵机组 47

2.4.1 空气-空气热泵机组 47

2.4.2 空气-水热泵机组 48

2.4.3 水-水热泵机组 51

2.4.4 水-空气热泵机组 51

2.5 蒸气压缩式热泵的故障分析与处理 52

2.5.1 无制热或制冷效果 52

2.5.2 热量或冷量不足 53

2.5.3 压缩机的吸气温度不正常 55

2.5.4 压缩机的排气压力和温度不正常 55

思考题 56

第3章 吸收式热泵的工作原理 57

3.1 吸收式热泵概述 57

3.1.1 吸收式热泵的工作过程 57

3.1.2 吸收式热泵的分类 57

3.1.3 吸收式热泵的热力系数 59

3.2 吸收式热泵的工质对 60

3.2.1 工质对的选择 60

3.2.2 溴化锂水溶液的性质 61

3.3 吸收式热泵的循环及其计算 67

3.3.1 吸收式热泵的循环 67

3.3.2 单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算 68

3.3.3 双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算 71

3.4 溴化锂吸收式热泵机组 74

3.4.1 单效溴化锂吸收式热泵机组的结构 74

3.4.2 双效溴化锂吸收式热泵机组的结构 76

3.5 溴化锂吸收式热泵的安装调试与维护 78

3.5.1 溴化锂吸收式热泵的安装 78

3.5.2 溴化锂吸收式热泵的调试 79

3.5.3 溴化锂吸收式热泵的维护 81

思考题 83

第4章 空气源热泵系统设计 84

4.1 空气源热泵机组的技术参数 84

4.1.1 空气源热泵机组的特点 84

4.1.2 空气源热泵机组的参数及相关标准 84

4.2 空气源热泵机组的变工况特性 87

4.2.1 热源温度变化对机组供热能力的影响 87

4.2.2 热源温度变化对机组制冷能力的影响 88

4.3 空气源热泵空调机组冬季除霜控制 89

4.3.1 结霜过程及其影响因素 89

4.3.2 除霜过程及其控制方法 91

4.3.3 空气源热泵除霜的研究方向 93

4.4 空气源热泵系统的平衡点 94

4.4.1 热泵供热量与建筑物耗热量的供需矛盾 94

4.4.2 最佳平衡点温度 95

4.4.3 辅助加热 96

4.4.4 空气源热泵机组的能量调节 97

4.5 空气源热泵系统设计要点 98

4.5.1 空调负荷的计算 98

4.5.2 空气源热泵系统方案选择 99

4.5.3 设备容量确定 102

4.5.4 水系统设计 102

4.5.5 新风处理 103

4.5.6 设备的布置设计 104

思考题 105

第5章 水源热泵系统设计 106

5.1 水源热泵空调系统的特点和分类 106

5.1.1 水源热泵系统的特点 106

5.1.2 水源热泵机组的种类 106

5.1.3 水源热泵系统的分类 107

5.2 水源热泵空调系统的运行性能 112

5.2.1 水源热泵机组的变工况性能 112

5.2.2 影响水源热泵系统运行性能的因素 115

5.3 热源（热汇）水的处理方法与措施 117

5.3.1 热源（热汇）循环水系统的水处理方法 117

5.3.2 热源（热汇）循环水系统的水处理措施 118

5.4 水源热泵空调系统设计要点 119

5.4.1 水文地质工程勘查 119

5.4.2 地下水回灌设计 120

5.4.3 地表水取水设计 121

5.4.4 与热源（热汇）交换的热量计算 121

5.4.5 水源热泵机组的选择 122

5.4.6 海水源热泵系统的特殊问题 122

5.4.7 污水源热泵系统的特殊问题 123

5.5 地下水源热泵系统设计 124

5.5.1 开式环路地下水系统设计 124

5.5.2 闭式环路地下水系统设计 127

5.5.3 热源井的结构与设计要点 134

5.6 地表水源热泵系统设计 138

5.6.1 闭式环路地表水热泵系统的设计 138

5.6.2 塑料盘管换热器设计 140

5.6.3 地表水取水口设计 146

5.7 海水源热泵系统设计 148

5.7.1 海水源热泵系统的工作原理 148

5.7.2 海水源热泵系统设计的基本原则 149

5.7.3 海水源热泵系统设计方案 149

5.7.4 海水取水构筑物 149

5.8 污水源热泵系统设计 152

5.8.1 污水源热泵系统设计方案 152

5.8.2 污水源热泵系统防堵、防腐、防垢措施 152

5.8.3 城市原生污水源取水设计 153

5.8.4 污水源热泵中心能源站设计的几个问题 154

5.9 水环热泵系统设计 155

5.9.1 水环热泵系统的分区设计 155

5.9.2 水环热泵系统的水系统设计 156

思考题 156

第6章 土壤源热泵系统设计 157

6.1 土壤源热泵系统的特点、形式和结构 157

6.1.1 土壤源热泵系统的特点 157

6.1.2 土壤源热泵系统的形式与结构 158

6.2 土壤换热器的传热分析 160

6.2.1 土壤换热器传热分析模型 160

6.2.2 土壤换热器传热过程分析 161

6.2.3 土壤换热器传热计算方法 161

6.2.4 土壤换热器传热的主要影响因素 164

6.3 土壤换热器设计计算 168

6.3.1 土壤换热器的计算特点 168

6.3.2 土壤换热器的设计步骤 168

6.3.3 土壤换热器的换热负荷计算 169

6.3.4 土壤热物性测试 170

6.3.5 土壤换热器容量计算 173

6.3.6 土壤换热器系统水力计算 174

6.4 复合式土壤源热泵系统设计 177

6.4.1 复合式土壤源热泵系统 177

6.4.2 辅助冷热源设计 178

6.4.3 复合式土壤源热泵系统运行控制 178

6.5 土壤换热器管材与循环介质 179

6.5.1 土壤换热器管材 179

6.5.2 管材规格和压力级别 179

6.5.3 土壤换热器循环介质 180

6.6 土壤换热器的施工 182

6.6.1 施工前的准备工作 182

6.6.2 土壤换热器管道连接 183

6.6.3 水平埋管土壤换热器埋管安装 184

6.6.4 垂直式U形管土壤换热器施工 185

6.6.5 土壤换热器的检验与水压试验 186

6.7 土壤源热泵运行管理与能效评价 186

6.7.1 运行管理 186

6.7.2 能效评价 187

思考题 188

第7章 热泵空调系统工程实例 189

7.1 空气源热泵系统的工程实例 189

7.1.1 武汉图书馆空气源热泵空调系统设计 189

7.1.2 武汉正信大厦空气源热泵空调系统设计 192

7.1.3 武汉楚源大厦空气源热泵空调系统设计 196

7.1.4 武汉××花园空气源热泵空调系统设计 200

7.2 水源热泵系统的工程实例 205

7.2.1 武汉×××花园水源热泵空调系统设计 205

7.2.2 武汉塔子湖全民健身大楼水源热泵空调系统设计 210

7.2.3 湖北大学图书馆水源热泵空调系统设计 214

7.2.4 连云港职业技术学院水源热泵空调系统设计 217

7.3 土壤源热泵系统的工程实例 220

7.3.1 湖北省图书馆新馆土壤源热泵系统设计 220

7.3.2 武汉华中智谷园区土壤源热泵空调系统设计 225

7.3.3 神农架某接待中心土壤源热泵空调系统设计 229

7.3.4 武汉鑫龙湾小区土壤源热泵空调系统设计 233

7.3.5 中铁大桥局总部大楼土壤源热泵空调系统设计 238

第8章 热泵在其他领域的应用 243

8.1 热泵在物料干燥中的应用 243

8.1.1 热泵干燥的原理 243

8.1.2 热泵干燥的应用 244

8.2 热泵在工业和民用项目中的应用 248

8.2.1 热泵在工业余热回收中的应用意义 248

8.2.2 热泵在冶金企业中的应用实例 248

8.2.3 热泵在民用项目中的应用实例 249

8.3 热泵在制药及化工中的应用 250

8.3.1 热泵在蒸发浓缩和蒸馏中的应用 250

8.3.2 热泵蒸发浓缩和蒸馏的工程实例 251

思考题 252

附录 253

附录A 制冷空调工程常用单位换算 253

附录B 湿空气主要热物理参数 254

附录C 工质的热力学性质和压焓图 256

参考文献 270