本书主要阐述热泵的基本原理和主要设备,以及热泵空调系统的设计方法和技术措施。内容包括热泵机组的工作原理、空气源热泵系统设计、水源热泵系统设计、土壤源热泵系统设计,并介绍了大型公共建筑热泵空调工程的成功应用实例。本书注重知识的系统性,内容全面详实,反映了热泵领域*新的科学研究成果和工程应用进展。
本书可作为高等学校建筑环境与设备工程专业的本科生及研究生教学用书,也可供工程技术人员在设计、安装、使用热泵空调系统时参考。

建筑环境与设备工程专业是1998年教育部新颁布的全国普通高等学校本科专业目录,将原“供热通风与空调工程”专业和“城市燃气供应”专业进行调整、拓宽而组建的新专业。专业的调整不是简单的名称的变化,而是学科科研与技术发展,以及随着经济的发展和人民生活水平的提高,赋予了这个专业新的内涵和新的元素,创造健康、舒适、**、方便的人居环境是21世纪木专业的重要任务。同时,节约能源、保护环境是这个专业及相关产业可持续发展的基本条件,因而它们和建筑环境与设备工程专业的学科科研与技术发展总是密切相关,不可忽视。
作为一个新专业的组建及其内涵的定位,它首先是由社会需求所决定的,也是和社会经济状况及科学技术的发展水平相关的。我国的经济持续高速发展和大规模建设需要大批高素质的本专业人才,专业的发展和重新定位必然导致培养目标的调整和整个课程体系的改革。培养“厚基础、宽口径、富有创新能力”,符合注册公用设备工程师执业资格,并能与国际接轨的多规格的专业人才以满足需要,是本专业教学改革的目的。
机械工业出版社本着为教学服务,为**建设事业培养专业技术人才,特别是为培养工程应用型和技术管理型人才做贡献的愿望,积极探索本专业调整和过渡期的教材建设,组织有关院校具有丰富教学经验的教授、副教授主编了这套建筑环境与设备工程专业系列教材。
这套系列教材的编写以“概念准确、墓础扎实、突出应用、淡化过程”为基本原则,突出特点是既照顾学科体系的完整,保证学生有坚实的数理科学基础,又重视工程教育,加强工程实践的训练环节,培养学生正确判断和解决工程实际问题的能力,同时注重加强学生综合能力和素质的培养,以满足21世纪我国建设事业对专业人才的要求。
我深信,这套系列教材的出版,将对我国建筑环境与设备工程专业人才的培养产生积极的作用,会为我国建设事业做出一定的贡献。
陈在康

序
前言
第1章概论1
1.1热泵的节能与环境效益1
1.1.1热泵定义1
1.1.2热泵的节能效益2
1.1.3热泵的环境效益2
1.2热泵循环的热力学原理3
1.2.1逆卡诺(Carnot)循环3
1.2.2洛伦兹(Lorenz)循环4
1.2.3热泵的热力经济性指标4
1.3热���的低位热源6
1.3.1空气6
1.3.2水7
1.3.3土壤9
1.3.4太阳能10
1.4热泵的驱动能源和驱动装置11
1.4.1热泵的驱动能源和能源利用系数11
1.4.2热泵的驱动装置12
1.5热泵的分类13
1.5.1热泵的分类方法13
1.5.2按热泵机组换热器所接触的载热介质分类14
1.5.3按低位热源分类16
1.6热泵发展的历史与现状19

第2章蒸气压缩式热泵的工作原理23
2.1蒸气压缩式热泵循环23
2.1.1单级蒸气压缩式热泵的工作过程23
2.1.2单级蒸气压缩式热泵循环在lgp—h图上的表示24
2.1.3单级蒸气压缩式热泵的实际循环25
2.2蒸气压缩式热泵的工质31
2.2.1热泵工质的发展历程31
2.2.2热泵工质与环境保护33
2.2.3对热泵工质的要求35
2.2.4常用的热泵工质38
2.3蒸气压缩式热泵的压缩机40
2.3.1热泵用压缩机的特点和要求40
2.3.2活塞式压缩机41
2.3.3涡旋式压缩机45
2.3.4螺杆式压缩机47
2.3.5离心式压缩机52
2.4蒸气压缩式热泵机组56
2.4.1空气/空气热泵机组56
2.4.2空气/水热泵机组58
2.4.3水/水热泵机组60
2.4.4水/空气热泵机组61
2.5蒸气压缩式热泵的故障分析与处理62
2.5.1无制热或制冷效果62
2.5.2热量或冷量不足64
2.5.3压缩机的吸气温度不正常65
2.5.4压缩机的排气压力和温度不正常66

第3章吸收式热泵的工作原理68
3.1吸收式热泵概述68
3.1.1吸收式热泵的工作过程68
3.1.2吸收式热泵的分类69
3.1.3吸收式热泵的热力系数71
3.2吸收式热泵的工质对72
3.2.1工质对的选择72
3.2.2溴化锂水溶液的性质74
3.3吸收式热泵的循环及其计算81
3.3.1吸收式热泵循环81
3.3.2单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算81
3.3.3双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算85
3.4溴化锂吸收式热泵机组89
3.4.1单效溴化锂吸收式热泵机组的结构89
3.4.2双效溴化锂吸收式热泵机组的结构92
3.5溴化锂吸收式热泵的安装调试与维护95
3.5.1溴化锂吸收式热泵的安装95
3.5.2溴化锂吸收式热泵的调试96
3.5.3溴化锂吸收式热泵的维护99

第4章空气源热泵系统设计102
4.1空气源热泵机组技术参数102
4.1.1空气源热泵机组的特点102
4.1.2空气源热泵机组的参数及相关标准103
4.2空气源热泵机组变工况特性106
4.2.1热源温度变化对机组供热能力的影响106
4.2.2热源温度变化对机组制冷能力的影响107
4.3空气源热泵空调机组冬季除霜控制109
4.3.1结霜过程及其影响因素109
4.3.2除霜过程及其控制方法111
4.3.3空气源热泵除霜的研究方向112
4.4空气源热泵系统的平衡点114
4.4.1热泵供热量与建筑物耗热量的供需矛盾114
4.4.2*佳平衡点温度115
4.4.3辅助加热116
4.4.4空气源热泵机组的能量调节117
4.5空气源热泵系统设计要点118
4.5.1空调负荷的计算118
4.5.2空气源热泵系统方案选择119
4.5.3设备容量确定122
4.5.4水系统设计123
4.5.5新风处理124
4.5.6设备的布置设计125

第5章水源热泵系统设计127
5.1水源热泵空调系统的特点和分类127
5.1.1水源热泵系统的特点127
5.1.2水源热泵机组的种类128
5.1.3水源热泵系统的分类128
5.2水源热泵空调系统的运行性能134
5.2.1水源热泵机组的变工况性能134
5.2.2影响水源热泵系统运行性能的因素136
5.3热源(热汇)水的处理方法与措施139
5.3.1热源(热汇)循环水系统的水处理方法139
5.3.2热源(热汇)循环水系统的水处理措施140
5.4水源热泵空调系统设计要点143
5.4.1水文地质工程勘察143
5.4.2地下水回灌设计144
5.4.3地表水取水设计145
5.4.4与热源(热汇)交换的热量计算145
5.4.5水源热泵机组的选择146
5.4.6海水源热泵系统的特殊问题147
5.4.7污水源热泵系统的特殊问题148
5.5地下水源热泵系统设计148
5.5.1开式环路地下水系统设计148
5.5.2闭式环路地下水系统设计152
5.5.3热源井的结构与设计要点160
5.6地表水源热泵系统设计165
5.6.1闭式环路地表水热泵系统的设计165
5.6.2塑料盘管换热器设计167
5.6.3地表水取水口设计174

第6章土壤源热泵系统设计181
6.1土壤源热泵系统的特点、形式和结构181
6.1.1土壤源热泵系统的特点181
6.1.2土壤源热泵系统的形式与结构182
6.2土壤换热器的传热分析185
6.2.1土壤换热器传热分析模型185
6.2.2土壤换热器传热过程分析186
6.2.3土壤换热器传热计算方法187
6.2.4土壤换热器传热的主要影响因素190
6.3土壤换热器设计计算195
6.3.1土壤换热器的计算特点195
6.3.2土壤换热器的设计步骤196
6.3.3土壤换热器的换热负荷计算197
6.3.4土壤换热器的容量计算198
6.3.5土壤换热器系统的水力计算199
6.4土壤换热器管材与循环介质202
6.4.1土壤换热器管材202
6.4.2管材规格和压力级别202
6.4.3土壤换热器循环介质204
6.5土壤换热器的施工205
6.5.1施工前准备工作205
6.5.2土壤换热器管道连接208
6.5.3水平埋管土壤换热器埋管安装209
6.5.4垂直式U形土壤换热器施工209
6.5.5土壤换热器系统的检验与水压试验211

第7章热泵空调系统工程实例212
7.1空气源热泵系统的工程实例211
7.1.1武汉图书馆空气源热泵空调系统设计212
7.1.2武汉正信大厦空气源热泵空调系统设计217
7.1.3武汉楚源大厦空气源热泵空调系统设计222
7.1.4武汉怡景花园空气源热泵空调系统设计227
7.2水源热泵系统的工程实例233
7.2.1武汉香榭里花园水源热泵空调系统设计233
7.2.2武汉塔子湖全民健身大楼水源热泵空调系统设计240
7.2.3湖北大学图书馆水源热泵空调系统设计246
7.2.4南京青龙山生态园湖水源热泵空调系统设计250
7.3土壤源热泵系统的工程实例254
7.3.1宁波鄞州区国税局办公大楼土壤源热泵空调系统设计254
7.3.2武汉中华奇石馆土壤源热泵空调系统设计262
7.3.3神农架党委政府接待**土壤源热泵空调系统设计268
7.3.4武汉清江花园土壤源热泵空调系统设计273

第8章热泵在其他领域的应用279
8.1热泵在物料干燥中的应用279
8.1.1热泵干燥原理279
8.1.2热泵干燥的应用举例280
8.2热泵在工业和民用项目中的应用285
8.2.1热泵在工业余热回收中的应用意义285
8.2.2热泵在冶金企业中的应用实例286
8.2.3热泵在民用项目中的应用实例287
8.3热泵在制药及化工中的应用288
8.3.1热泵技术在蒸发浓缩和蒸馏中的应用288
8.3.2热泵蒸发浓缩和蒸馏的工程实例289
附录291
附录A制冷空调工程常用单位换算291
附录B湿空气主要热物理参数292
附录C制冷剂的热力学性质表和压焓图294
参考文献312
……