熱泵技術(shù)手冊

前言

20世紀(jì)50年代，我國熱泵技術(shù)的創(chuàng)始人天津大學(xué)呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究。學(xué)術(shù)界公認(rèn)1956年呂燦仁教授的《熱泵及其在我國的應(yīng)用前途》是我國熱泵研究現(xiàn)存的最早文獻。呂教授在文中指出：我國是大陸性季風(fēng)氣候，冬寒夏炎。中國氣候條件決定應(yīng)用熱泵技術(shù)的必要性，江河湖海中存在可開發(fā)利用的能量。從那個時候起熱泵技術(shù)在我國隨著政治和經(jīng)濟形勢的變化，經(jīng)歷了初期理論研究、自力更生式的工程實驗、以高校研究生培養(yǎng)為主線的系統(tǒng)研究、學(xué)習(xí)引進國外先進技術(shù)、國內(nèi)大批量生產(chǎn)和大規(guī)模推廣應(yīng)用階段。今天呂燦仁教授所有的預(yù)見都已經(jīng)實現(xiàn)，中國已經(jīng)成為世界上熱泵生產(chǎn)量最大、制冷熱泵行業(yè)從業(yè)人數(shù)最多、應(yīng)用最多和范圍最廣的國家，熱泵節(jié)能技術(shù)已經(jīng)深入到各行各業(yè)。 由天津科技大學(xué)陳東教授主編，若干高校中青年學(xué)者們編寫的《熱泵技術(shù)手冊》，是我國熱泵理論和實踐在新世紀(jì)的階段性總結(jié)。作者們匯總了大量的有關(guān)熱泵技術(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料，包括了熱力學(xué)、傳熱學(xué)和流體力學(xué)等基礎(chǔ)理論，全面收集了與熱泵有關(guān)的工質(zhì)與材料的數(shù)據(jù)，對壓縮機、換熱器、節(jié)流部件參數(shù)以及熱泵裝置的設(shè)計資料作了詳細(xì)的表述，并給出了大量的熱泵應(yīng)用實例。其內(nèi)容之豐富和實用，可稱為我國熱泵叢書中的代表性著作，這本手冊也可稱為熱泵技術(shù)大全或熱泵技術(shù)的百科全書。可以預(yù)見，《熱泵技術(shù)手冊》的出版將對推廣和規(guī)范熱泵技術(shù)起到重要的促進作用，使熱泵節(jié)能技術(shù)在我國節(jié)能減排工作中發(fā)揮巨大的作用。 在本書出版之際，恰逢我們的導(dǎo)師呂燦仁教授即將九十高壽。讓先生目睹中國熱泵技術(shù)從無到有、從小到大、從制造大國走向制造強國，是我們每一個學(xué)子的福分。

內(nèi)容概要

　　《熱泵技術(shù)手冊》包括五篇，分別為設(shè)計基礎(chǔ)資料、熱泵材料、熱泵部件、熱泵裝置設(shè)計、熱泵應(yīng)用示例?！　〉谝黄獮樵O(shè)計基礎(chǔ)資料，主要包括典型熱泵特點，二十余項熱泵相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)摘要，十余種驅(qū)動能源、六類低溫?zé)嵩匆约傲黧w力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)數(shù)據(jù)資料?！　〉诙獮闊岜貌牧希饕ǘ喾N常用熱泵工質(zhì)及其溶液的綜合資料及二百余種工質(zhì)的基本物性數(shù)據(jù)，五種載能介質(zhì)的熱物性數(shù)據(jù)資料，十二種熱泵系統(tǒng)管路的數(shù)據(jù)資料?！　〉谌獮闊岜貌考?，主要包括壓縮式、吸收式、噴射式熱泵中二十余種常用部件的數(shù)據(jù)資料及選型或計算方法?！　〉谒钠獮闊岜醚b置設(shè)計，主要包括常用熱泵裝置的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料與設(shè)計方法，包括三類基本熱泵裝置、六類熱泵空調(diào)裝置、七類熱泵熱水裝置、四類熱泵干燥裝置的流程及其特性，給出了十五種典型熱泵裝置的設(shè)計示例?！　〉谖迤獮闊岜脩?yīng)用實例，主要包括熱泵在民用、工業(yè)、農(nóng)林、水產(chǎn)、交通、能源等三十余個行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實例，給出了相應(yīng)的技術(shù)方案、經(jīng)濟效益與環(huán)境收益?！　∪謨曰竞w了熱泵設(shè)計和應(yīng)用所需要的技術(shù)資料，可供家用器具、商業(yè)服務(wù)、能源、化工、輕工、環(huán)境、建筑、農(nóng)林水產(chǎn)等部門的工程技術(shù)人員和營銷人員參考，也可作為大學(xué)本科高年級學(xué)生和研究生的參考資料。

作者簡介

陳東：1987-1991年在西安交通大學(xué)從事制冷低溫與熱泵裝置相關(guān)知識的本科學(xué)習(xí)，1991-1994年在天津大學(xué)從事熱泵調(diào)控的碩士階段研究，1994-1997年在天津大學(xué)從事熱泵工質(zhì)的博士階段研究，1997年-今在天津科技大學(xué)從事熱泵供暖、熱泵干燥、熱泵制取熱水、熱泵蒸發(fā)、太陽能熱泵等領(lǐng)域的教學(xué)、研究及設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用推廣工作。圍繞上述研究領(lǐng)域，共完成熱泵相關(guān)的科研項目十余項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，獲專利5項。

書籍目錄

第一篇設(shè)計基礎(chǔ)資料 第1章熱泵簡介2 1.1熱泵特點及相關(guān)術(shù)語2 1.2熱泵原理及基本類型5 1.3熱泵國家標(biāo)準(zhǔn)簡介9 第2章流體力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料14 2.1流體流動基本方程14 2.2流體流動阻力計算公式14 2.3沿程阻力系數(shù)計算公式17 2.4局部阻力系數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)資料18 2.5典型風(fēng)道相關(guān)數(shù)據(jù)資料22 2.6典型水管相關(guān)數(shù)據(jù)資料37 第3章熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料38 3.1常用熱物性及單位換算38 3.2熱力學(xué)基本定律40 3.3典型介質(zhì)熱力特性43 3.4部分材料的常用熱物性數(shù)據(jù)50 第4章傳熱學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料56 4.1傳熱方式及其計算公式56 4.2傳熱過程及其計算公式63 4.3換熱器相關(guān)計算公式及數(shù)據(jù)66 第5章熱泵的驅(qū)動能源75 5.1固體燃料75 5.2液體燃料80 5.3氣體燃料85 5.4熱泵驅(qū)動能源的折算系數(shù)與環(huán)境負(fù)荷94 第6章熱泵的低溫?zé)嵩?6 6.1概述96 6.2空氣97 6.3土壤111 6.4地下水113 6.5地表水116 6.6海水118 6.7城市污水123 第二篇熱泵材料 第7章熱泵工質(zhì)126 7.1熱泵工質(zhì)的要求及分類126 7.2熱泵工質(zhì)的安全與環(huán)境特性130 7.3熱泵工質(zhì)的基礎(chǔ)物性135 7.4典型熱泵工質(zhì)的特性140 7.5熱泵工質(zhì)的選用與設(shè)計214 7.6熱泵工質(zhì)的充注量216 第8章熱泵工質(zhì)對溶液219 8.1概述219 8.2水溴化鋰工質(zhì)對的基本特性220 8.3水溴化鋰工質(zhì)對溶液的熱物性數(shù)據(jù)222 8.4氨水工質(zhì)對溶液的基本特性231 8.5氨水工質(zhì)對溶液的熱物性數(shù)據(jù)232 第9章載能介質(zhì)236 9.1概述236 9.2鹽類水溶液載能介質(zhì)的熱物性237 9.3醇類水溶液載能介質(zhì)的熱物性239 9.4導(dǎo)熱油載能介質(zhì)的熱物性241 第10章管路材料242 10.1概述242 10.2銅質(zhì)管路242 10.3鋼質(zhì)管路245 10.4非金屬材質(zhì)管路258 10.5復(fù)合材料管路264 第三篇熱泵部件 第11章蒸氣壓縮式熱泵部件269 11.1壓縮機269 11.2冷凝器284 11.3蒸發(fā)器312 11.4節(jié)流部件337 11.5輔助部件357第12章吸收式熱泵部件365 12.1氨水吸收式熱泵的基本系統(tǒng)構(gòu)成365 12.2氨水吸收式熱泵的部件366 12.3水溴化鋰吸收式熱泵的基本系統(tǒng)構(gòu)成382 12.4水溴化鋰吸收式熱泵的部件382 第13章噴射式熱泵部件412 13.1概述412 13.2噴射器的工作參數(shù)及其計算公式413 13.3噴射器的設(shè)計公式417 13.4噴射器設(shè)計示例419 第四篇熱泵裝置設(shè)計 第14章基本熱泵設(shè)計426 14.1蒸氣壓縮式熱泵426 14.2吸收式熱泵443 14.3噴射式熱泵458 第15章熱泵空調(diào)設(shè)計468 15.1熱泵空調(diào)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料468 15.2熱泵空調(diào)系統(tǒng)型式480 15.3熱泵空調(diào)設(shè)計步驟487 15.4熱泵空調(diào)設(shè)計示例487 第16章熱泵熱水裝置設(shè)計494 16.1熱泵熱水基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料494 16.2熱泵熱水裝置設(shè)計步驟498 16.3典型熱泵熱水裝置設(shè)計示例500 第17章熱泵干燥裝置設(shè)計527 17.1熱泵干燥基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料527 17.2干燥器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料535 17.3熱泵干燥裝置的型式541 17.4典型熱泵干燥裝置設(shè)計示例546 第五篇熱泵應(yīng)用實例 第18章熱泵在民用領(lǐng)域的應(yīng)用567 18.1熱泵在家庭中的應(yīng)用567 18.2熱泵在商業(yè)及公共服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用571 第19章熱泵在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用582 19.1熱泵在化工行業(yè)的應(yīng)用582 19.2熱泵在氯堿行業(yè)的應(yīng)用584 19.3熱泵在制藥行業(yè)的應(yīng)用585 19.4熱泵在制鹽行業(yè)的應(yīng)用587 19.5熱泵在造紙行業(yè)的應(yīng)用588 19.6熱泵在紡織行業(yè)的應(yīng)用589 19.7熱泵在橡膠行業(yè)的應(yīng)用591 19.8熱泵在冶金行業(yè)的應(yīng)用593 19.9熱泵在玻璃行業(yè)的應(yīng)用593 第20章熱泵在農(nóng)林水產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用595 20.1熱泵在溫室保溫中的應(yīng)用595 20.2熱泵在種子加工中的應(yīng)用597 20.3熱泵在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用597 20.4熱泵在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用598 20.5熱泵在煙草加工中的應(yīng)用599 20.6熱泵在茶葉加工中的應(yīng)用601 20.7熱泵在果蔬菌菇糧食加工中的應(yīng)用601 20.8熱泵在木材加工中的應(yīng)用601 20.9熱泵在牛奶加工中的應(yīng)用603 20.10熱泵在啤酒行業(yè)中的應(yīng)用607 20.11熱泵在制糖行業(yè)中的應(yīng)用607 20.12熱泵在制革行業(yè)中的應(yīng)用608 第21章熱泵在交通領(lǐng)域的應(yīng)用609 21.1熱泵在港口船運領(lǐng)域的應(yīng)用609 21.2熱泵在汽車公路領(lǐng)域的應(yīng)用612 21.3熱泵在客車鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用614 第22章熱泵在能源資源領(lǐng)域的應(yīng)用616 22.1熱泵在油田的應(yīng)用616 22.2熱泵在沼氣生產(chǎn)中的應(yīng)用617 22.3熱泵在煤礦的應(yīng)用618 22.4熱泵在電力行業(yè)的應(yīng)用620 22.5熱泵在水廠的應(yīng)用622 22.6熱泵在海水淡化中的應(yīng)用624 22.7熱泵在廢水處理中的應(yīng)用625 22.8熱泵在太陽能熱利用中的應(yīng)用625 參考文獻627

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   11.2 冷凝器 11.2.1 類型與特點 冷凝器是使熱泵工質(zhì)冷凝并將熱量通過高溫載熱介質(zhì)輸送給熱用戶的部件，其載熱介質(zhì)可為水等液體或空氣等氣體。 液體為載熱介質(zhì)時，傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊，但需防腐防垢且定期清洗，適用于大中型裝置。 以氣體為載熱介質(zhì)時，不需消耗水，安裝與使用方便，但傳熱系數(shù)低，體積和重量較大，占用空間大，傳熱表面積灰也需定期清除，適用于中小型裝置。 蒸氣壓縮式熱泵中常用冷凝器的基本特點如下。 （1）液體為載熱介質(zhì)的常用冷凝器 液體為載熱介質(zhì)的冷凝器中，液體一般為水，但在部分場合，也可能是有機液體、鹽類溶液等。 ①立式殼管式冷凝器 多用于氨為工質(zhì)的熱泵中，適于立式安裝（可裝于室外），熱泵工質(zhì)走管外，蒸氣從上入殼，液從下出殼；水走管內(nèi)，由上向下，在管內(nèi)成膜流向。 立式殼管式冷凝器占地面積小，傳熱管容易清洗，但水流量大，傳熱系數(shù)低于臥式，體積通常較臥式大。多用于大、中型裝置。 ②臥式殼管式冷凝器 熱泵工質(zhì)通常走管外，上進下出；水通常走管內(nèi)，下進上出，且水一般在內(nèi)部走偶數(shù)個流程（4～10個），便于取下一側(cè)端蓋進行清洗和維護。 傳熱管可為光管或外翅片管（如滾軋低翅片管，即螺旋管，管內(nèi)外面積比約3左右）。氨為工質(zhì)的臥式冷凝器傳熱管常用ψ25～32mm無縫鋼管，水速0.8～1.5m／s時，傳熱系數(shù)930～1160w／（m2·K），熱流密度4100～5300W／m2。 氟利昂為工質(zhì)的臥式冷凝器傳熱管可采用鋼管或銅管，用銅管時傳熱系數(shù)可提高約10％，銅管在外側(cè)加翅片后，傳熱系數(shù)約為光管的1.5～2倍；此外，采用銅管時水側(cè)污垢熱阻約為鋼管的一半，水速可提到2.5m／s以上。 臥式殼管式冷凝器中，水側(cè)溫升4～6℃；熱泵工質(zhì)與水的傳熱溫差當(dāng)以氨為工質(zhì)時約3～7℃，氟利昂為工質(zhì)時5～10℃。 臥式殼管式冷凝器的傳熱效果比立式好，容易小型化，容易和其他設(shè)備組裝；但水質(zhì)要求高，傳熱管易腐蝕。 ③套管式冷凝器 套管式冷凝器用外套管內(nèi)布置一根或多根傳熱內(nèi)管組合而成。 套管式冷凝器的外管多用無縫鋼管，內(nèi)管可用銅管或鋼管，內(nèi)管的數(shù)目多于一根時，可加工成螺旋形以強化傳熱。

編輯推薦

《熱泵技術(shù)手冊》基本涵蓋了熱泵設(shè)計和應(yīng)用所需要的技術(shù)資料，可供家用器具、商業(yè)服務(wù)、能源、化工、輕工、環(huán)境、建筑、農(nóng)林水產(chǎn)等部門的工程技術(shù)人員和營銷人員參考，也可作為大學(xué)本科高年級學(xué)生和研究生的參考資料。

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