空气热泵热水机组工作原理及特点
摘要 近年来随着资源和环境的问题日益严重,在满足人们健康、舒适要求的前提下,合理利用自然资源,保护环境,减少常规能源消耗,已成为我们需要面对的一个重要问题。本文主要针对空气源热泵热水机组的工作原理、性质特点、工程应用,节能环保及经济性等方面进行了详细的介绍说明。
关键词 空气源;热泵;节能环保
空气源热泵热水机组自20世纪40年代发明至今,其技术已日趋完善,空气源热泵热水机组是当今世界上最节能的供热水设备之一,它是利用吸取空气中的热量,制取55~60(最高可达65)的高品质生活热水。
1 工作原理
空气源热泵热水器(机组)是运用逆卡诺循环原理,通过热泵做功使热媒(冷媒)产生物理相变(液态-气态-液态)利用往复循环相变过程中不间断吸热与放热的特性,由吸热装置(蒸发器)吸取低温热源空气中的热量,通过专用热水交换器(冷凝器)向冷水中不断放热,
使水逐渐升温,达到制热水的目的。制热过程中的电热能量转换效率最高可达450%以上。热泵只需要消耗一小部分的电能满足空气压缩机和风机等设备做功,就可将处于低温环境空气中的热量转移到高温环境下的热水。空气源热泵热水器一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成。
2 高效节能
空气源热泵热水机组能把空气中的低温热能吸收进来,经过压缩机压缩后转化为高温热能,加热水温。这种热水器具有高效节能的特点,其耗电量是同等容量电热水器的1/4,是燃气热水器的1/3,常规太阳能的1/1.5。空气能是一种广泛存在,可自由利用的低价位能源,利用热泵循环提高其能源品质,因此是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术,具有很高的实用价值。其高效节能由工作原理可知,热泵机组能从周围空气获取大量的免费热量,一般情况下,每消耗1度电大约能产生3度~4度电以上的热量。机组的能效比(COP)平均可达3~4以上,相当于热效率超过300%~400%。
3 经济耐用
由于效率高运行费用低,是电锅炉的1/3~1/4还少,而且可以大大降低供电负荷,节约电力增容费。跟燃气燃油锅炉比较,无需相应的燃料供应系统,因此无需燃料输送费用和管理费用。设备紧凑,操作、维护简单,无需人工管理费用。机组安装在室外,比如裙楼或顶层屋面、敞开的阳台等处,无需设立专门的设备房,不占用有效的建筑面积,节省土建投资。运行可靠,使用寿命长。外壳采用镜面不锈钢,高雅美观,经久耐用,不易生锈。空气源热泵热水机组加热时间短,水电完全分离,无触电危险;无废烟、废气排出,因而无中毒危险;同时也克服了太阳能热水器阴雨天不能工作的缺点。空气源热泵热水机组的初期投资是煤气、天然气、电热水器的3倍~5倍,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,而热泵机组的使用寿命可长达15年。
4 特点
1)设计先进
通过计算机仿真测试实验室,模拟各种恶劣环境的运行,调试评估出机组系统的最优化配置方案及机组最合理的COP值。运用现代计算机仿真技术结合设计风道系统,有效减少高
频噪音。
2)智能控制
强大的微电脑控制功能,彻底解决系统运行的安全问题,能够智能化的向终端用户提供连续、稳定的卫生热水。
3)高效节能的制热系统
空气能热泵是以空气作为能源来源的,受环境影响很小。采用全新高效制热系统,优化的系统设计,运行平稳,系统稳定,综合效能比达到3.6-6。
4)高端配置
电子膨胀阀本身具有很大的调节能力,从而更保证了更强的节流能力;管翅片热交换器采用内螺纹铜管,翅片采用亲水铝箔,具有高效的热交换性能,从而增大其换热量;机组冷凝器采用进口高效优质的螺旋铜管制作,换热能力充足,能效比更高;拥有专利的融霜控制技术,保证机组具有良好的制热性能,除霜更快更彻底;确保机组能够稳定运行。
5)低温运行
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能在恶劣天气下使用,机组具有智能化霜功能,但是一般适用于最低温度在-20以上的地区
冯德伦舒淇6)全方位保护
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机组有全方位的保护系统、各种参数查询、故障查询、系统参数查询等功能,动行安全可靠、方便,真正做到无需人员值守,节省开支。
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7)绿环保
因不使用燃气所以不会产生废气,不会破坏臭氧层。同时COP至少为3以上,比电热水器节省2/3甚至3/4电费,比燃气热水器及太阳能热水器年辅助加热节省1/2甚至2/3费用。而每减少消耗一度电量,可以减少发电时的1.5磅的二氧化碳产生,也就可以减少对大气层破坏。同时空气源热泵抽取空气中的热量制热后,排出的是冷风,有利于改善环境温度,降低温室效应。属于高效节能产品,符合我国能源产业和环境保护政策。
5 优势
1)从投资方面:如达到相同供水效果,资金投入热泵热水机组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;
顺丰快递查单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,而热泵热水机组不管阴天、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热泵机组全年总耗电能要高;
4)其它功能方面:热泵机组使用不受地点限制,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;热泵机组在制热水的同时可产生冷气,可用于除湿、降温及空气滤清等辅助功能。
6 结论
随着能源需求日益紧张,节能减排、低碳环保显得尤为重要。空气源热泵热水器作为新型
的节能设备,不仅能改善国家电网的供电压力,也能为用户节省大量的运行管理费用,所以该系统值得我们不断地深入研究、完善和推广,为国家的节能减排做出贡献。
参考文献
[1]陈耀庆.实用供热空调手册.
[2]建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范(GB50243-2002).
[3]建筑给水排水设计规范GB50015-2003(2009年版).
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