日常生活中泵的應(yīng)用很多。泵是一種提高性能的裝置，根據(jù)用途不同有水泵、氣泵、油泵等。水泵主要是提高水位或增加水壓氣泵主要是增加氣壓油泵主要是用于供油系統(tǒng)和油壓設(shè)備。人們使用的打氣筒的注復(fù)式氣泵這些泵都是對(duì)接觸的物質(zhì)直接作功。
1、熱泵
“熱”不是物質(zhì)，而是能。廣泛存在于自然界中的各類物質(zhì)中，這些物質(zhì)，我們認(rèn)為是熱的載體。熱的傳導(dǎo)方式有對(duì)流、傳導(dǎo)和輻射?！盁帷北仨毻ㄟM(jìn)載體攜帶傳導(dǎo)，不同載體主要傳導(dǎo)方式不同。熱泵顧名思義就是泵熱的裝置。
按照新的國(guó)際制冷辭典的定義，熱泵是以冷凝器放出熱量來(lái)供熱的制冷系統(tǒng)。熱泵按工作原理可以分為蒸氣壓縮式、氣體壓縮式、蒸氣噴射式、吸收式、電熱式、半導(dǎo)體式和電化學(xué)式多種。而目前應(yīng)用最普遍的應(yīng)當(dāng)是蒸氣壓縮式熱泵。它的工作主要是熱泵工質(zhì)通常由壓縮機(jī)、熱交換器、節(jié)流裝置等部件組成的系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)，通過(guò)工質(zhì)狀態(tài)和相變，將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能。低端吸熱制冷，高端放熱制熱，周而復(fù)始的循環(huán)得到的是制冷又制熱的雙重效應(yīng)，目前較多地應(yīng)用于冷暖空調(diào)。
2、熱泵工作原理
熱泵系統(tǒng)的工作原理(如圖)：蒸發(fā)器吸收熱后，其工質(zhì)蒸發(fā)生成的高溫低壓過(guò)熱氣體在壓縮機(jī)中經(jīng)絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w，經(jīng)冷凝器定壓冷為低溫高壓液體(放出汽化熱，而制熱)。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)降壓絕熱節(jié)流為低溫壓液體，再進(jìn)入蒸發(fā)器定壓吸收熱源熱量，并蒸發(fā)變成熱蒸氣重復(fù)下一個(gè)循環(huán)。
利用少量高品位的電能作為驅(qū)動(dòng)能源，從低溫?zé)嵩锤咝盏推肺粺崮懿鬏斀o高溫?zé)嵩?，達(dá)到了“泵熱”的目的。熱泵技術(shù)也是一種提高能量品位的技術(shù)，它不是能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程，不受能量轉(zhuǎn)換效率極限100%的制約，而是受逆卡諾循環(huán)效率的制約。其效率作用COP(制熱性能系數(shù)又稱能效比)來(lái)表示。
其理論效率為(工作溫度+273)/溫升△T。當(dāng)工作溫度25℃,△T為20℃時(shí)，理論制熱系數(shù)就可以達(dá)到COP理=15。但是實(shí)際當(dāng)中，電動(dòng)機(jī)效率=0.95，壓縮機(jī)效率=0.8，換熱器效率=0.9，系統(tǒng)效率=0.8，則總效率為0.95×0.8×0.9×0.8=0.55，COP實(shí)=15×0.55=8.25。這就是說(shuō)投入1KW的電能來(lái)搬運(yùn)熱理，可以搬運(yùn)8.25KW的熱量。3、空氣能熱泵熱水器(熱水系統(tǒng))
熱泵熱水機(jī)(熱水系統(tǒng))是利用熱泵的工作原理制作為產(chǎn)熱水的設(shè)備，具有占地少、易安裝、全天候、全自動(dòng)和無(wú)與倫比的節(jié)能效果，水電分離極端安全的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無(wú)任何排放的環(huán)保健康特性是其他任何一種熱水器所無(wú)法替代的。
目前市場(chǎng)上較多的是空氣源熱泵熱水機(jī)，主要有家用機(jī)和工程機(jī)兩大類，家用機(jī)又有分體機(jī)和一體機(jī)兩種類型，但多為容積式換熱器，熱泵機(jī)組的冷凝器直接置于承壓箱中達(dá)到制取熱水的目的，其主要特點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單，換熱效率高，工作成本低，制造價(jià)格相應(yīng)較低，分體機(jī)安裝方便，對(duì)環(huán)境影響小，但安裝人員需要安裝分體安調(diào)的技術(shù)，主機(jī)相當(dāng)于分體空調(diào)室外機(jī)，水箱相當(dāng)于分體空調(diào)的室內(nèi)機(jī)，小容量可以壁掛，大容量落地安裝，自由組合擺放，一體機(jī)體積較大，安裝室內(nèi)噪聲及環(huán)境溫度影響較大，只能落地安裝，主要優(yōu)點(diǎn)是不需要安裝技術(shù)，通電通水就可以工作。
工程機(jī)主要有側(cè)吹和頂吹風(fēng)兩大類，側(cè)吹型多數(shù)為小型機(jī)組，可以掛壁式安裝，但受當(dāng)?shù)仫L(fēng)向的影響，要注意避開(kāi)對(duì)面風(fēng)的方向，頂吹式可以不考慮風(fēng)向，但只有落地安裝一種形式，蒸發(fā)器多數(shù)是串片式，但鋁片有親水鋁片和普通型鋁片之分，銅管有光管和和內(nèi)縲紋管之分，形狀有平板形，L型、U型之分同時(shí)有單層多層之分，冷凝器種類較多，主要有板式、套管式、殼管式和容積式。板式有組裝型、釬焊型兩種，材料為不銹銅這種冷凝器，換熱效率高成本也比較高，由于其它的狹逢和迷宮式的流道，對(duì)水質(zhì)要求較高，水質(zhì)較差地區(qū)不易采用，即使采用也要對(duì)水進(jìn)行前處理，以防止冷凝器流道堵塞，其余三種對(duì)水質(zhì)要求只要潔凈無(wú)瑕粒物就可以，但最好裝過(guò)濾器作防垢除理，加裝電子除垢器或其他防垢器件。容積式要有水箱，一般作成承壓式，體積較大，由于技術(shù)要求低，有些廠家還在采用。目前，應(yīng)用較多的為套管式換熱器，有同軸式和多管式兩種，多為蛇形管結(jié)構(gòu)，一是體積較小，二是提高換熱效率，套管式換熱器最新技術(shù)為多頭螺紋管式。根據(jù)熱交換形式不同又有內(nèi)走水和外走水之分。用途不同有銅管、不繡鋼管、鈦管不同材質(zhì)的產(chǎn)品。
平板式的蒸發(fā)器為了達(dá)到足夠的換熱面積，又有縮小整體體積，多做成多層，層多風(fēng)阻增大，就要加大風(fēng)機(jī)風(fēng)速風(fēng)量，致使噪聲相應(yīng)增大，特點(diǎn)是機(jī)體小，成本低，可以在層夾間隱蔽電加熱器，這種蒸發(fā)器多數(shù)彩用大功率電加熱除霜。L型蒸發(fā)器多數(shù)為單層和多層，充分利用三維空間，體積不太大，效率較高，多為側(cè)吹機(jī)型造用。U型蒸發(fā)器一般為單層，頂吹風(fēng)式采用三面進(jìn)風(fēng)效率較高，但體積大價(jià)格較高，多數(shù)為20P以下小功率選用。V型蒸發(fā)器多層結(jié)構(gòu)，頂吹式大功率選用較多。
工程型熱泵熱水機(jī)機(jī)組必須由主機(jī)和水箱，循環(huán)泵組成，通過(guò)循環(huán)把主機(jī)產(chǎn)熱帶水箱，對(duì)水箱的水漸升溫加熱，傳熱介質(zhì)就是水本身，因此，水系統(tǒng)的工作情況，直接影響到整體效果，所以我們稱之謂熱泵熱水系統(tǒng)。系統(tǒng)有直接大循環(huán)式和定溫放水式兩種不同形式。直接大循環(huán)又有一次加水加熱放水和不間斷使用補(bǔ)水兩種。定溫放水由加熱水箱和儲(chǔ)熱水箱組成，加熱水箱有不承壓定溫放水和承壓不間斷自動(dòng)放水式兩種。這些系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，要合理選用，以不承壓定溫完全放水為最佳節(jié)能方案。
直接大循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)特別簡(jiǎn)單只需熱泵機(jī)組循環(huán)水泵，保溫水箱經(jīng)管道連接，直接對(duì)大水箱的水進(jìn)行加熱循環(huán)，達(dá)到設(shè)定的溫度主機(jī)自動(dòng)停機(jī)，用完熱水后，再進(jìn)冷機(jī)長(zhǎng)期工作在較高溫區(qū)熱泵機(jī)組節(jié)能效果明顯下降。
定溫放水系統(tǒng)對(duì)保證連續(xù)用水效果明顯。用承壓水箱作為加熱水箱系統(tǒng)簡(jiǎn)單省去了一個(gè)定溫放水電磁閥和加熱水箱的水位控制部分，采用豪瓦特公司獨(dú)有的定溫自動(dòng)放水閥電氣控制更加簡(jiǎn)化，尤其是使用家用型容積積換熱方式，可以擴(kuò)大家用機(jī)產(chǎn)水量并且省去了一套加熱循環(huán)水系統(tǒng)。主要缺點(diǎn)是熱泵主機(jī)工作的水溫區(qū)較高，COP值不能達(dá)到目的最佳指標(biāo)。
用加熱箱定溫全放水方式控制系統(tǒng)較復(fù)雜，但每加熱一箱水都是從冷水初始溫度到設(shè)定溫度全過(guò)程充分發(fā)揮熱泵輸入功率隨溫升變化的特點(diǎn)COP值較高，節(jié)能效果明顯，而且豪瓦特公司專為這一系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了智能工程控制器和無(wú)故障水位控制器，使熱泵熱水定溫放水系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單化。
4、水路系統(tǒng)知識(shí)
前面提到熱泵熱水系統(tǒng)的水路根據(jù)不同的制水方式有所不同，但主要由熱泵主機(jī)，閘閥熱水循環(huán)泵，冷水給水(泵、閥、箱)加熱水箱，儲(chǔ)熱水箱，管道增壓泵，水流繼電器，水位控制器，水溫控制器及電控箱組成，水路系統(tǒng)工作的好壞，直接影響到主機(jī)的正常運(yùn)行。冷凝器中無(wú)水或缺水都會(huì)使壓縮機(jī)過(guò)熱超壓而保護(hù)性停機(jī)，不及時(shí)排除就會(huì)多次反復(fù)而造成燒毀壓縮機(jī)的惡性事故，所以在系統(tǒng)中加裝了水流保護(hù)開(kāi)關(guān)，當(dāng)水?dāng)嗔鲿r(shí)切斷電源，保護(hù)主機(jī)。
水?dāng)嗔髟蛴腥阂皇撬渲袩o(wú)水二是循環(huán)水泵工作不正常三是管路氣阻嚴(yán)重。水位控制器保護(hù)停機(jī)要檢查水箱水位及時(shí)補(bǔ)水，斷流保護(hù)也可能是水泵不工作或沒(méi)有很好排氣。要對(duì)水泵排氣，并且水泵要按說(shuō)明書(shū)正確安裝在管路上加裝排氣閘閥放水閘閥確定管路水流情況排氣放水。
▲水路的流程和流向也是應(yīng)當(dāng)引起注意的地方：
1、在會(huì)造成返水的管路上加裝單向止回閥。
2、為方便面維修在主機(jī)進(jìn)出口水箱的進(jìn)出口加裝閘閥和活接。
3、電磁閥更加裝旁路閥，以防止電磁閥損壞停滯(并且可以在系統(tǒng)初電磁閥受電控不能進(jìn)入工作時(shí)接通系統(tǒng))。
4、在有不能停水的系統(tǒng)中要采用雙電磁閥，雙水泵備用系統(tǒng)，一旦一只閥或一個(gè)泵出現(xiàn)故障時(shí)，另一可替代投入進(jìn)行。
5、熱泵主機(jī)進(jìn)出水不能返接必須是下進(jìn)上出。
6、水箱加熱循環(huán)內(nèi)必須下出上進(jìn)。
7、電磁閥水泵，止回閥注意進(jìn)出水方向。
8、利用承壓水箱定溫放水加熱時(shí)最好切斷冷水進(jìn)水閥達(dá)到溫度時(shí)與放水閥同時(shí)打開(kāi)，不然影響回水循環(huán)正常工作，產(chǎn)生冒水現(xiàn)象。
9、再一方面應(yīng)當(dāng)引起注意的是配管，主管面積應(yīng)大于支管截面積之和。
10、多機(jī)組模塊組合并聯(lián)加熱時(shí)各機(jī)組與加熱水箱間配管及系統(tǒng)一定要同程。不易配管同程的，可采用分水器和集水器方式連接。
熱泵熱水機(jī)是用電設(shè)備，與空調(diào)有很多相相似之處，主要由供電和控制兩大部分組成，供電要有符合機(jī)組要求的電源，配電箱，包括空氣開(kāi)關(guān)，工作指示燈及必要的保護(hù)電器?？刂破饔须娔X程控器，執(zhí)行放大器和用電器三大部分組成。
電腦程序控制器由裝置在塑膠盒內(nèi)的電路板，電源變壓器、傳感器和信號(hào)線器組成，表面有顯示和功能按鈕?？刂瞥绦蛞呀?jīng)印制在集成電路中央處理器，可以按不同的使用要求進(jìn)行設(shè)置的部分通過(guò)面板上的按鈕配合顯示器在能電狀態(tài)下根據(jù)說(shuō)明設(shè)置。通過(guò)信號(hào)線送入執(zhí)行放大器，導(dǎo)通用電器電源。最終使用電器按需要制定好的程序完成工作全過(guò)程。
熱泵熱水機(jī)是一種利用低品位能源經(jīng)熱泵系統(tǒng)對(duì)水加熱的裝置，熱泵系統(tǒng)中的各部件都存在最佳工作狀態(tài)和最大允許工作條件，要充分利用最佳工作狀態(tài)，而又不能超出最大允許工作條件，這就需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。設(shè)置在高壓保護(hù)、低壓保護(hù)、高溫保護(hù)、水?dāng)嗔鞅Ｗo(hù)、過(guò)電流保護(hù)，延時(shí)啟動(dòng)保護(hù)等…多重保護(hù)。