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【技术】热泵热水机组·基础知识
作者:shenhuaguangneng  来源:本站  发表时间:2010-8-8 1:42:50  点击:6811


一、什么是热泵?
 地球外表大气层会吸收太阳能,加上温室效应,使得大气层形同一个巨大的太阳能储存库[大气热能库],而我国位于亚热带地区,终年暖和,大气热能资源极为丰富,是间接汲取太阳能之最佳地点。
 热泵的应用原理可以节省巨量能源,使用上不受日夜与气候的影响.如采多功能设计(热水,冷气,除湿),节省的能源更为可观,是值得大力推广的绿色用品。 
  利用热泵原理可以汲取大气热能,热泵热水器原理与冷气机相同,只是将冷气机制造冷气过程中,往外面排出的热气能量,排入一个水槽中,制成热水,可回收原本要排放的热气,变成有用的资源.而在制造冷气过程中,也会产生除湿作用,因此热泵热水器具有一机三用(热水,冷气,除湿)功能。
  冷气机如设计成放置在室外,从大气中吸取热能,排出的热量,仍然导入水槽中制成热水,这就是[大气取热式热泵热水器].而大气热能来自地球上的大气层,时时在吸收太阳能,取之不尽用之不竭,所以[大气取热式热泵热水器]也是太阳能应用的一种。
  有些人可能使用过冷暖空调(附暖气功能的空调机),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),约为输入电能的二到三倍左右,也就是说输入1KW电能,可以获得2KW至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,采取热泵来取暖,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. 
 热泵的设计与应用,尤其是宿舍热水的供应,以及其使用的效益,目前国内热泵系统主要用于温水游泳池,饭店,宿舍,餐厅等商用处所,采用者较为满意(省能、安全、干净、自动化操作)。唯因热泵之概念较新,一般人较不易了解,因此国内尚未能普及。
 
二、如何理解“热泵”?
 举个简单的例子,汽车耗几升汽油就可以把几吨货物从一个地方运到另一个地方,空气源热泵热水器可从自然界中吸收热量经过热泵的“搬运”(电力做功驱动热泵),获得可用于生产、生活的热能。
 
三、热泵有几种?
 根据热源不同,热泵可分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵。
四、空气源热泵热水器根据什么原理进行采热?
 空气源热泵热水器设备内专置一种吸热介质——冷媒,它在液化的状态下低于零下20℃,与外界温度存在着温差,因此,冷媒可吸收外界的热能,在蒸发器内部蒸发汽化,通过空气源热泵热水器中压缩机的工作提高冷媒的温度,再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态,在转化过程中,释放出大量的热量,传递给水箱中的储备水,使水温升高,达到制热水的目的,这便是该产品的独特之处,也是市场潜力的理由所在。
 
五、空气源热泵热水器的工作原理
 空气源热泵热水器是继燃气热水器、电热水器和太阳能热水器的新一代热水装置,是可替代锅炉的供暖水设备。空气源热泵热水器是综合电热水器和太阳能热水器优点的安全节能环保型热水器,可一年三百六十五天全天候运转,制造相同的热水量,使用成本只有电热水器的1/4,燃气热水器的1/3,太阳能热水器的1/2。高热效率是空气源热泵热水器最大的特点和优势,在能源问题成为世界问题时,这是空气源热泵热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。
 空气源热泵热水器内专置一种吸热介质——冷媒,它在液化的状态下低于零下20℃,与外界温度存在着温差,因此,冷媒可吸收外界的热能,在蒸发器内部蒸发汽化,通过空气源热泵热水器中压缩机的工作提高冷媒的温度,使冷媒变成高温高压气体,再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态,在转化过程中,释放出大量的热量,传递给冷水,使水温升高,达到制热水的目的。
 
六、空气源热泵热水器一度电能作四度电用,是否遵守能量守恒定律?
 按能量守恒原理,1kw的电能最多转化为1kw热能。而空气源热泵热水器输入1kw的电能,可产生约4kw的热量,因为空气源热泵热水器制热水方式不是直接进行能量转换,其输入的电能只是压缩冷媒,制造一个高、低温的环境,热量总是从高温流向低温,所以热量从空气流向低温冷媒,冷媒经压缩机压缩后变成高温高压气体,高温冷媒的热量流向低温的水,流入的热量与排出的热量是相等的,是遵守能量守恒定律,消耗的电能只与压缩的冷媒流量有关。

七、能效比(cop值)是什么?
 能效比是检验压缩机性能的一个重要指标,简单的说,就是输出的热能与输入电能的比值,比值越高,系统的节能性越好。空气源热泵热水器的能效比值能达到2~5。
 
八、空气源热泵热水器中有热交换器,那么在运行时是否一定要用电?
 是要用电,但电只用在驱动热泵从外界环境中吸收热,并将热能释放出来加热热水,而不象常规电热水器那样用电直接加热水,故用电量很少。

九、空气源热泵热水器与其它供热方式相比有什么优势?
 空气源热泵热水器供热主要体现在:高效、节能、环保、安全。无可燃、可爆气体,无电器推动元件,绝对安全;无任何废气、废水、废渣排放,绝对环保,空气源热泵热水器全年平均运行成本只需电直接加热的1/4,燃油、燃气加热的1/3~1/2,常规太阳能的2/3。
 
十、专业制热水的空气源热泵热水器和中央空调空气源热泵一样吗?
 不一样!虽然工作原理相似,但是它们主机内的元件匹配是不一样的,专业制热水的空气源热泵热水器是我公司在专业的制热水热泵实验室内经过无数次的实验后,对所得到的数据进行研究,然后做的一种全新的匹配。它比中央空调空气源热泵的COP值更高,主机的负载能力更强,运行更稳定,使用寿命更长。
 
十一、空气源热泵热水器是太阳能产品吗?
 从广义上讲“是”,但空气源热泵热水器与常规太阳能热水器产品却有着本质上的区别,主要体现在工作原理上的不同:常规太阳能热水器产品必须依靠太阳光的直接照射或辐射才能达到制热效果,而空气源热泵热水器主要是以吸收环境中热能来达到制热效果。
 
十二、为什么空气源热泵热水器会比电热水器或天燃气热水器更加有效?
 一般的加热方法都是直接用能源来加热水,电热水器能源使用效率约为95%,天燃气约为75%,而空气源热泵热水器是用电能来驱动压缩机,而不是直接用于加热水,热能实际来自环境。

十三、从环境吸收热能为什么会使热泵有更大的效率?
 空气源热泵热水器用1份电能可以从环境中吸取2-5份免费热能,再用这些热能加热水,消耗的1份电能也用于加热热水,所以最终可使热效率达到300%-500%。

十四、空气源热泵热水器是否需要提供机房?
 不需要,空气源热泵热水器可放在您指定的任何地方,不影响建筑物美观,只需很少空间,无需直接光照,安装非常容易,可露天摆放,也可放置在不显眼的角落或地库里,并可实现无人操作,全自动控制恒温供水。
 
十五、空气源热泵热水器可用于哪些场所?
 空气源热泵热水器的适用范围非常广泛,有专为宾馆、酒店、学校、医院、桑拿浴室、美容院、游泳池、洗衣房、工矿等设计的各种型号的商用机,也有专为家庭设计的各种型号的家用机,同时还可以免费获取冷气,可实现全年供热。
 
十六、空气源热泵热水器有哪些特点?
 1、超大水量:保温水箱容量根据具体要求量身订做,水量充足,可满足不同客户不同时段需求;
 2、经济节省:从空气中获取大量的能源,能效比高达300%~450%。根据使用规律设定热水器自动运行时间,费用自然节省;
 3、适用范围广:不受气候影响,在环境温度为-25℃~43℃下均能正常工作,可广泛应用于家庭、宾馆、酒店、学校、医院、集体宿舍、住宅小区、桑拿等集中供热;
 4、持久恒温:使用非常简单,整个热水器采用自动化智能控制系统,用户只需在初次使用时开一下电源,在以后的使用过程中完全实现自动化运行,到达用户指定水温时自动停机,低于用户指定水温时系统自行开机运行,完全实现一天24小时随时有热水而不用等候;
 5、安全环保:结构上水电完全分离,且无任何有害有毒气体排放或燃烧,不受台风等自然灾害的影响,绝对安全;
 6、利用率高:使用寿命长,维护费用低,设备性能稳定,使用寿命可达15年以上。

十七、空气源热泵热水器的耗电量一般多少?
 空气源热泵热水器的热效率一般为300%-450%,以温升45℃计算,一吨热水约耗电12度,而普通电加热方式需要耗电55度。
 
十八、空气源热泵热水器的使用及操作简单吗?
 使用非常简单,整个机器采用自动化智能控制系统,用户只需在初次使用时开一下电源,在以后的使用过程中完全实现自动化运行,到达用户指定水温时自动停机,低于用户指定水温时系统自行开机运行,完全实现一天24小时随时有热水而不用等候。
 
十九、空气源热泵热水器所排出的冷气可以利用吗?
 空气源热泵热水器排出的冷气可根据现场实际情况加以利用,将空气源热泵热水机摆放在温度较高的环境下可提高其能效比,并且降低周围环境的温度。

二十、空气源热泵热水器是否需要经常充注制冷剂?
 不需要。空气源热泵热水器同冰箱一样是密封部件,在交付用户使用时已按定量充注好制冷剂,用户使用过程中无需自行充注。
 
二十一、若使用多台空气源热泵热水器,其中一台出了问题是否影响整个系统?
 不影响。空气源热泵热水器可采用模块化功能并网运行,每台空气源热泵热水器均可分别单独控制,即使其中一台出了问题,在维修时并不影响其它机组的正常运行。
 
二十二、空气源热泵热水器能利用低谷电价吗?
 可以,而且是自动控制运行。空气源热泵热水器在设计时根据用户的用热水量配置相应的保温水箱,保温水箱具有良好的保温效果,同时空气源热泵热水器具有定时启停功能,这就可以在低谷电价时制取热水储存于保温水箱中。
 
二十三、保温储热水箱容量的确定?
 空气源热泵机组输出负荷相对较小,产热水速度较慢,所以需合适容量的保温储水箱,制备好热水以备随时使用。
 1.定时供水
 储热水箱总容量=热水总用量
 对于每天分多个时段供热水的,则保温储水箱的总容量应按最大供水时间段的热水用量配置,机组配置应满足在时段范围内产生足够的热水。
 2.全天候供热水
 储水箱总容量=最大小时热水用量
 3.桑拿、沐足、洗头
 储水箱总容量=最大小时用水量×2~3
 
二十四、空气源热泵热水器是否容易损坏,操作及维修是否容易掌握?
 空气源热泵热水器保护功能齐全,它的整机寿命与中央空调相当,在正常情况下,压缩机的使用寿命为43200小时,每天工作8小时则相当于15年。因其原理与空调一样,维修空调设备的人员按照设备说明书就可以进行维护,所以操作及维修是容易掌握的。

二十五、空气源热泵热水器运行是否稳定?
 运行非常稳定、可靠,空气源热泵热水器专设有高低压保护、冬季防冻保护、排气温度过度保护、出水温度过高保护、水流不足温差保护、水流开关保护及压缩机运行和停机延时保护。

二十六、热泵产品与锅炉相比的优点是什么?
 1、热效率高:产品热效率全年平均在300%以上,而锅炉的热效率不会超过100%;
 2、运行费用低:与燃油,燃气锅炉比,全年平均可节70%的能源,加上电价的走低和燃料价格的上涨,运行费用低的优点日益突出;
 3、环保:热泵产品无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷剂,对臭氧层零污染,是较好的环保型产品;
 4、运行安全,无需值守:与燃料锅炉相比,运行绝对安全,而且全自动控制,无需人员值守,可节省人员成本;
 5、模块式安装,便于增添设备:产品采用多台机组并联的安装模式,当用户用水量增大时,可随时增添设备。

二十七、空气源热泵热水器为什么会比太阳能热水器还省?
 人们常常误解太阳能热水器是零成本运行,而实际上,由于阴雨天气和夜晚的影响,太阳能热水器是无法全天候工作的,每年有1/3以上的时间要利用电热和燃油炉辅助加热,以至其运行成本超过热泵热水器的运行费用。
 
二十八、与常规太阳能热水器相比,空气源热泵热水器有哪些优势?
 优势非常明显,主要体现在四个方面:
 1、从投资方面:如达到相同供水效果,资金投入空气源热泵热水器比常规太阳能产品少,并且可以使用经济电能,在用电低谷时制热水储备。
 2、从使用方面:常规太阳能产品受天气影响明显,阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作,而空气源热泵热水器不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常工作,全天候提供热水。
 3、从运行成本方面:常规太阳能在太阳直射下,几乎零成本运行,可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作,统计数据显示,正常使用时,常规太阳能辅助系统全年耗电能比空气源热泵热水器全年总耗电能要高1.5倍。
 4、其它功能方面:空气源热泵热水器使用不受地点限制,可以摆放在任何地方,而且占地空间很小,而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空间,还必须露天摆放。同时使用寿命可达15年以上,维护费用低,设备性能稳定。

二十九、空气源热泵热水器与其它热水设备每吨热水成本比较
 现以加热1吨水为例,自来水温按15℃,加热至60℃,需要45000kcal的热量

热水设备

所需热量

实际热值

所需能源量

能源单价

总耗

电热水器

45000kcal

÷

817 kcal/kwh

55.08kwh

×

0.98元/kwh

53.98元

液化气

45000kcal

÷

7560 kcal/kg

5.95kg

×

6.87元/kg

40.88元

天然气

45000kcal

÷

6450 kcal/m3

6.98m3

×

4.55元/m3

31.76元

管道煤气

45000kcal

÷

2660 kcal/m3

16.92 m3

×

16.50元/m3

279.18元

柴油锅炉

45000kcal

÷

8670 kcal/kg

5.19kg

×

5.51元/kg

28.60元

热泵

45000kcal

÷

3870 kcal/kwh

11.63kwh

×

0.98元/kwh

11.40元

三十、空气源热泵热水器有这么多优点,其初投资是否很贵?
 空气源热泵热水器的设备初投资跟太阳能系统差不多,比燃油炉贵,但其综合投资就不会贵,因为燃油炉会需要专用设备房,而空气源热泵热水器不需专用机房,占地面积小,可灵活布置,燃油炉对于环保有要求的还会需要排污处理费用,而空气源热泵热水器无此项费用,燃油热水炉还需储油罐和输油管,输油泵以及消防措施等,所以其综合投资也高。

三十一、首期投资和回收周期如何?  
 空气源热泵热水器的首期投资会比燃油、燃气锅炉略高,但由于它特殊的节能效果,一般会在一年半以内通过节能方式将成本收回,锅炉等其它供热方式一般使用寿命只有五年,而空气源热泵热水器的使用寿命可长达十五年。
 
三十二、目前市场有哪几种同类产品?
盘管式(储水式)
循环式
即热式
直热加循环式