108 冷热概要冷热制取方法

108 冷热概要冷热制取方法

        常用制冷装置

        蒸气压缩式制冷利用压缩机吸气作用使制冷剂汽化吸热原理实现制冷;制冷温度可从环境温度至零下200多度,制冷量可从几十W至几百万W,通常用电驱动,制冷效率高,装置费用低,使用方便,是目前应用最广泛的制冷方式(90%以上的制冷装置属蒸气压缩式制冷)。

        吸收式制冷和喷射式制冷两者均是用热实现制冷;前者利用吸收液强烈吸收制冷剂蒸气的原理使制冷剂汽化吸热制冷,制冷效率相对较高,但装置较复杂;后者利用喷射器吸收制冷剂蒸气的原理使制冷剂汽化吸热制冷,制冷效率相对较低,但装置简单。

        半导体制冷利用温差电效应实现制冷,优点是无需制冷剂,无运动部件,制冷温度和制冷量调节方便,运行可靠,放热端和制冷端调换方便,其主要不足是需用直流电源驱动,且制冷效率很低,通常用于制冷量很小的场合或对可靠性要求极高的场合。

        常用制热装置

        电能制热利用电阻丝、电磁波等方式将电能转化为热能,特点是加热迅速、调控方便、热效率高(制热量与耗电量之比,可接近100%),不足是安全管理要求高、制取单位热能的费用较高(电能制热与峰价电价、蓄能等技术结合时,也可实现较低的制热费用)。

        燃烧燃料制热燃烧煤、生物质、油、气、乙醇等燃料制取热能,特点是热效率较高(制热量与燃料热值之比,通常为60%90%),制取单位热能的费用较低,不足是安全管理要求高、燃料贮存及管路铺设等费用高。

        太阳能制热通过太阳能集热器将光能转化为热能,特点是太阳能为免费能源且具有可再生性,不足是需要较大的场地空间布置太阳能集热器,且由于太阳能的不稳定性,通常需配置辅助能源(电能、燃料能等),以华北地区为例,辅助能源消耗约占制热量的30%左右,基于此,太阳能制热的热效率(制热量与辅助能源消耗量之比)约为300%左右,且管理维护要求较高。

        地热能制热华北、东北等地区地下500m2000m处蕴含丰富的地热能,出水温度通常达60℃~90℃;其特点是具有可再生性,不足是地热能是作为矿产资源进行管理,开采和应用均需要严格的审批和管理,且开采地热能的打井费用等也较高。

        热泵制热热泵通常用电能把温度较低的环境热能变为温度较高的可用热能。由于其工作原理不是电能直接转化为热能,而是电能通过适当的装置把低温热能转化为高温热能,因此其热效率(制热量与耗电量之比)大于100%,通常在200%600%之间(主要取决于热泵的驱动能源、热泵制热温度与低温热源温度之差)。热泵目前的不足是技术要求和设备费用较高,但上述不足会随着热泵技术和材料、部件的发展而逐步解决。

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