PDF《热泵技术的应用》

热泵技术的应用 黄秉钧 主持人 台湾大学 新能源中心 壹、热泵原理 相信每一个人在夏天都吹过冷气 , 那冷气又是怎麽产生的呢? 冷气机主要是由 压缩机及一些热交换器组成,其内充灌冷媒,如图

1 所示.

冷气机通电后会从空 气吸取热量(在蒸发器中利用冷媒蒸发吸热的原理),使空气降温,这便产生了冷 气.冷气机也会往外面排出热气(在冷凝器中利用冷媒冷凝释热原理),由能量不灭 原理,这些热气的能量(QH)会等於输入冷媒蒸气压缩机的电能(We)加上从冷气房所 吸取的热量(QL),即QH=QL+We. 冷气机 图1冷气机可以说是一部「移热装置」 ,把热能从一个地方 (冷气房)移到另一个地方(大气) 从另一个角度来看,冷气机也可以说是一部移热装置,把热能从一个地方(冷 气房)移到另一个地方(大气),当然这个移动热能的作用需要借助电能才会发生(见图1说明).就好像是我们家里所用的水泵,一通电后,会将水从一个地方(一楼自 来水池)送到另一个地方(楼顶水塔)一样.只是冷气机所搬动的是热能而已,所以 冷气机的学名又称为「热泵」-利用压缩机的热力循环原理来产生移动热能的作

1 用. 冷气机在制造冷气的过程中,往外面排出的热气能量(QH)会高於输入电力(We) 的好几倍(约三到六倍),因此也就造成环境污染,这就好像「把自己的舒适建立在 路人的痛苦上」一样. 贰、热泵热水器 如果将冷气机制造冷气过程中,往外面排出的热能(QH),排入一个水槽中, 制成热水供使用,这样就可回收原本要排放到屋外的热气,变成有用的资源.可 节省另外制造热水的设备投资与能源费用.因此,冷气机除产生冷气外,从制造 热水的功能来看,它也可变成一部「热泵热水器」(图2),冷气与热水通通有用. 而在制造冷气过程中,也会产生除湿作用,因此「热泵热水器」兼具热水、冷气、 除湿的多重功能,是典型的绿色环保器具. 图2「热泵热水器」兼具热水、冷气、除湿的多重功能,是 典型的绿色器具 参、大气取热式热泵热水器(太阳能热泵) 在天气凉爽,屋内不用冷气时,冷气机也可以设计成从大气吸取热能,排出 的热气能量(QH),仍然导入水槽中,制成热水,这就是「大气取热式热泵热水器」

2 (图3).那大气的热能又从哪儿来呢? 这很简单,地球上的大气层时时在吸收太阳 能,取之不尽用之不竭.所以这种「大气取热式热泵热水器」是太阳能应用的一 种,称为「太阳能热泵」也可以. 有些人可能使用过冷暖气机(附暖气功能的冷气机),它是从大气吸取热能,然 后排入屋内取暖,这是大气取热式热泵的一种.排入室内的暖气能量(QH),约为输 入电能(We)的二到三倍左右,也就是说输入 1kW 电能,可以获得 2kW 到3kW 的 暖房能力! 而市面上畅销的电暖炉,输入 1kW 电能,顶多也只能获得 1kW 的暖房 能力.因此,采用热泵来取暖,可以节省电力约五到七成,是值得大力推广的绿 色环保器具.一样的道理,热泵热水器也可以节省电力约五到七成,如表

1 所列. 太阳能被大气层吸收,热泵再吸 收大气热能,将它搬移到热水槽 中,这就是 太阳能?大气层? ?热水槽 「太阳能热泵」 热泵 能源设备种类 (效率) 热量需求 单位能源之加热量 耗能 能源单价 费用 电热水器(0.9) 37,000 仟卡 ÷

731 仟卡/度=50.6 度*2.6 元/度=132 元 液化瓦斯热水器 (0.75) 37,000 仟卡 ÷ 9,000 仟卡/公斤 = 4.11 公斤 *