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500m~2000m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。