高校节能节水环保技术 机械蒸汽再压缩式热泵蒸发法PDF电子书下载

第1章 热泵的发展史 1

1.1 国外家用热泵的发展情况 1

1.1.1 19世纪 1

1.1.2 20世纪 1

1.2 国外工业热泵的发展史 3

1.3 我国热泵的发展 3

参考文献 4

第2章 热泵的基本概念 5

2.1 什么是热泵 5

2.2 热机、热泵、制冷机的特征和区别 5

2.2.1 热机 6

2.2.2 热泵 6

2.2.3 制冷机 6

2.2.4 电冰箱 6

2.2.5 空调机 6

2.3 热机和热泵效能的评价 7

2.3.1 热机效率 7

2.3.2 热泵的性能系数 7

2.3.3 制冷机的性能系数 7

2.3.4 空调机和电冰箱效能的评价 8

2.4 热泵的循环 8

2.4.1 开式热泵循环 8

2.4.2 闭式热泵循环 9

2.5 热泵的类型及其特征 10

2.5.1 空气压缩式热泵 10

2.5.2 蒸汽压缩式热泵 11

2.5.3 蒸汽喷射式热泵 11

2.5.4 吸收式热泵（化学热泵） 12

2.5.5 半导体热泵——帕尔特（Peltier）热泵 13

参考文献 14

第3章 热泵理论 15

3.1 热力学定律 15

3.1.1 功和热力学能 15

3.1.2 热和热力学能 16

3.1.3 热力学第一定律——能量守恒定律 18

3.1.4 热力学第二定律 19

3.2 循环过程中热和功的相互转换 21

3.2.1 热机、制冷机和热泵的热力循环过程 21

3.2.2 热泵的热力循环系统 25

3.3 工业生产用的热泵循环过程 32

3.3.1 工业用机械蒸汽压缩式热泵特点 33

3.3.2 循环系统的热力分析 33

参考文献 38

第4章 热泵蒸发过程中的水和水蒸气 39

4.1 水蒸气产生的过程 39

4.2 水蒸气状态参数的确定 41

4.2.1 水和水蒸气的比体积 41

4.2.2 水和水蒸气的焓 42

4.2.3 水和水蒸气的焓及热力学能 43

4.3 水和水蒸气的熵 46

4.3.1 熵的概念 46

4.3.2 水和水蒸气的熵 47

4.3.3 干饱和蒸汽表及其应用的举例 48

4.3.4 过热蒸汽表及其应用举例 54

4.4 水蒸气的T—s图及h—s图 55

4.4.1 水蒸气产生过程的T—s（温—熵）图 55

4.4.2 水蒸气的h—s图（焓—熵图） 58

4.4.3 水和水蒸气的h—s图 59

4.5 水蒸气h—s图中各曲线的解说和应用 60

4.5.1 曲线的解说 60

4.5.2 曲线解说中应用h—s图进行热力计算的举例 64

参考文献 66

第5章 热泵工艺参数及设备匹配的实验验证 67

5.1 放射性废水模拟料液的实验 67

5.1.1 实验流程和设备 67

5.1.2 主要设备及其作用 68

5.1.3 试验与结果 70

5.1.4 结论与讨论 74

5.2 造纸黑液的浓缩处理试验 75

5.2.1 造纸黑液蒸发浓缩处理流程 75

5.2.2 操作条件 76

5.2.3 蒸发器运行方式 76

5.2.4 净化效果 76

5.2.5 耗能及节能效果 76

5.3 无机盐类的制备 77

5.3.1 从废液中回收亚硫酸钠的实验 77

5.3.2 氯化钡的生产实验 79

5.3.3 氯化钙溶液的蒸发浓缩实验 81

5.4 甘油水溶液的蒸发浓缩 83

5.4.1 试验用的原料液 83

5.4.2 第一次试验 84

5.4.3 第二次试验 84

5.4.4 同厂内所用常规单效蒸发比较的节能情况 85

5.5 玉米浸泡液的净化和浓缩实验 85

5.5.1 玉米浸泡液的特性 85

5.5.2 实验流程 86

5.5.3 运行条件 86

5.5.4 净化效果及耗能情况 86

5.6 流程中设备匹配的改进及必要的说明 87

5.6.1 流程中设备匹配方面的改进 87

5.6.2 必要的说明 87

参考文献 87

第6章 热泵的工业应用 88

6.1 热泵技术的应用概况 88

6.1.1 机械蒸汽再压缩式热泵的应用范围 89

6.1.2 蒸汽喷射式热泵的适用范围 93

6.2 热泵在海水淡化及高纯水制备中的应用实例 93

6.2.1 舰艇上的应用实例1 93

6.2.2 舰艇上的应用实例2 94

6.2.3 热泵在高纯水制备中的应用实例 97

6.3 盐类的制备 100

6.3.1 喷射式单效热泵蒸发装置 100

6.3.2 机械蒸汽压缩式热泵蒸发装置 100

6.3.3 机械蒸汽压缩式制盐的操作流程 101

6.3.4 热泵蒸发法回收无水硫酸钠 103

6.3.5 亚硫酸盐废液的回收 105

6.3.6 盐卤蒸发 105

6.4 热泵在放射性废水处理中的应用 106

6.4.1 应用实例1 106

6.4.2 应用实例2 107

6.4.3 应用实例3 108

6.5 热泵在化肥领域合成氨工艺中的应用实例 110

6.5.1 泸州天然气化工厂合成一车间实例1 110

6.5.2 热泵在合成氨生产工艺中应用实例2 111

参考文献 112

第7章 热泵蒸发装置的设计 113

7.1 设计的总体考虑 113

7.1.1 压缩机提供蒸发的推动力 113

7.1.2 沸点升高消耗压缩功 116

7.1.3 回收二次蒸汽冷凝液热量达到最好经济效果 117

7.1.4 操作压力及不凝性气体的排放 117

7.1.5 压缩机入口蒸汽的适当过热和出口蒸汽的消除过热 118

7.1.6 其他几个问题 118

7.2 热泵蒸发生产流程设备配置的考虑 118

7.2.1 热泵蒸发生产流程 119

7.2.2 各个设备设计的目的和用途 119

7.3 系统启动热源和补充热源 120

7.3.1 借用已有热力管网中的蒸汽 121

7.3.2 柴油机组 121

7.3.3 热泵蒸发系统自身配备小的启动电热锅炉 121

7.4 热泵蒸发系统热量平衡的计算 122

7.4.1 热量平衡计算 122

7.4.2 启动热源及补偿热源的考虑 123

7.5 选用适宜的压缩机及驱动装置 124

7.5.1 选用适宜的压缩机 124

7.5.2 选择压缩机的驱动装置 124

7.6 蒸发器考虑选用的要点 125

7.7 热泵蒸发系统的运行及控制 125

7.7.1 操作程序 125

7.7.2 监测与控制 126

7.7.3 控制方式 127

参考文献 127

第8章 热泵蒸发系统的主要设备 128

8.1 蒸汽压缩机 128

8.1.1 离心式水蒸气压缩机 128

8.1.2 罗茨式水蒸气压缩机 133

8.1.3 螺杆式压缩机 135

8.1.4 轴流式压缩机 136

8.2 蒸发器 137

8.2.1 蒸发器的类型和应用 137

8.2.2 选用蒸发器的考虑 147

8.2.3 汽液分离装置 151

8.3 热交换器（预热冷凝器） 156

8.3.1 管式换热器 156

8.3.2 板式换热器 162

8.3.3 其他类型的换热器 164

参考文献 166

第9章 节约能源及热泵的未来 167

9.1 节约能源的意义 167

9.2 我国能源资源的现状及存在问题 168

9.2.1 我国能源资源发展的现状 168

9.2.2 我国能源资源利用存在的问题 168

9.3 高效节能热泵技术在我国发展的广阔前景 170

9.3.1 节能要靠国家重视和推广要有具体政策 170

9.3.2 提高全民节约能源的意识 171

9.4 热泵蒸发技术在我国有着广阔的发展前景 171

参考文献 171

附录 172

附表1 饱和水蒸气表（按温度排列） 172

附表2A 饱和水蒸气表（按压力排列） 174

附表2B 饱和水蒸气表（按压力排列） 176

附表3 水的饱和蒸汽压（－20℃至100℃） 179

附表4 水和过热蒸汽 180

附表5 在饱和温度下读出的过热水蒸气的平均比热容 206

附表6 水的重要物理性质 207

附表7 空气的重要物理性质（760mmHg压力下） 209

附表8 无机物水溶液在大气压下的沸点 210

附表9 单位换算表 211

水蒸气的h—s图 213