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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193

6.2.2 舰艇上的应用实例294

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1106

6.4.2 应用实例2107

6.4.3 应用实例3108

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1110

6.5.2 热泵在合成氨生产工艺中应用实例2111

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