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热泵热水器基础知识问答

信息来源:nooeoo.com  时间:2009-10-01  浏览次数:142

  空气热泵热水器是一种什么装置?
  该装置是一种全新型生产热水的设备,它从空气中吸取热量将水加热至最高 55℃ 。它作为中央热水设备广泛应用于宾馆、酒店、桑拿中心、医院、工厂和住宅小区等集体型用水单位和别墅、家庭、美容美发店等小型用水单位。
  、空气温度那么低它怎么能够把水加热到 55℃ ? 中国太阳能产业联盟网
  通常我们认为热量总是从高温热源流向低温热源,而空气的温度仅在 45℃ 以下,特别是寒冷的冬季如果要用空气直接加热水是不可能的。但是空气热泵热水器内设有特殊装置,可以实现吸取空气中的低温热量并转化为高温热量的过程,并运用高温热量加热水至 55 -60℃ 。
  空气源热泵热水器由热泵 ——换热器——节流器——吸热器——热泵等装置构成了一个循环系统。热媒(也可称冷媒)在热泵的作用下在系统内循环流动。它在热泵内完成气态的升压升温过程(温度高达 100℃ ),它进入换热器后释放出高温热量加热水,同时自己被冷却并转化为流液态,当它运行到吸热器后,液态迅速吸热蒸发再次转化为气态,同时温度下降至 零下 20℃ —— 30℃ ,这时吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给热媒。热媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水过程。
  、空气源热泵热水器需要用电,运行费用会不会很高?
  空气源热泵热水器不同于电热水器,电热水器是用电发热管直接将电能转换为热能加热冷水,电热转换效率为 95℅左右。但空气热泵热水器所消耗的电能是带动热泵工作,仅起到促使热媒循环运动的作用,由于大量空气中的热量进入体系,使热水得到的能量远远大于热泵消耗的电能,这两个能量之比可达到3倍以上,即电热转换率高达到300℅以上。也就是说:空气热泵热水器系统加热水的主要能源是来自周围的空气,使用相当于电热水器所耗的1/3或1/4的电能就可以得到足够的热水,运行费用显然远远低于电热水器或电锅炉。
  、空气源热泵热水器每加热一吨热水成本是多少? 中国太阳能产业联盟网
  由于各地区各行业的电价有很大的差异,油价及煤气价格也有差别,而且夏天和冬天获得同样温度的水所需的热量也不一样,只能够引用全年平均概念。每加热一吨热水的能耗成本,电热水器需要 20~45元;空气热泵热水器需要5~14元;柴油炉需要26~32元;煤气炉需要25~30元;天然气炉需要18~22元;液化气热水器需要25~30元。相比之下,空气源热泵热水器运行费用最低。
  空气源热泵热水器与太阳能热水器都是利用自然环保能源产生热水的装置,但它们有着本质的区别。空气源热泵热水器是以空气热量为能源的,但它获取能量的方式是主动的,因而不受阴天下雨白天黑夜影响。太阳能热水器获得能量的方式是被动的,它依靠太阳光直接辐射才有较好的效果,因而只能在晴天里才能够产生热水,其它时间必须依赖传统加热方式如:电热辅助;柴油炉辅助;煤气炉辅助;空气源热泵热水器辅助等。 中国太阳能产业联盟网
  、空气源热泵热水器与太阳能热水器相比有什么优势?
  、空气源热泵热水器除了可供洗澡用热水外,还有其他用处吗?
  、空气源热泵热水器在 0℃ 以下的环境下不能够很好的工作,是否可以认为凡有零度以下气温的地区都不能够使用?
  不能这样说,这是因为在中国的绝大多数地区气温低于 0℃ 的天数是非常少的,即使在长江以南大部分地区气温低于 0℃ 的天数也不超过 1个月,而且多是在夜间。基于上述情况,空气源热泵热水器系统可配置电辅助加热系统,当气温过低时辅助加热系统自动启动,确保提供足够的热水。但因工作时间很短,费用也不会很高。换句话说空气热泵热水器在全年绝大多数时间里为客户节约了大量的运行费用。
  、空气源热泵热水器对安装人员的要求如何?
  空气源热泵经济性分析 (按产生1Kw热量计算
  热值中国太阳能产业联盟网
  效率
  价格
  空气源热泵
  元/度
  一、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,热泵机组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。
  从广义上讲是的,但热泵机组与常规太阳能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,而热泵机组主要是以吸收环境中热能来达到制热效果。太阳能产业联盟
  五、热泵机组根据什么原理进行采热?
  热泵机组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,而热泵机组的使用寿命可长达十五年。
  九、空气能热泵机组的耗电量一般多少?
  空气能热泵机组的热效率一般为300%-500%,以温升40℃计算,生产一吨热水约耗电9-15度。而普通电加热方式需要耗电52度。
  十、空气能热泵热水机组的使用及操作简单吗?中国太阳能产业联盟网
  使用非常简单,整个机组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。
  十二、与常规太阳能相比,空气能热泵机组有哪些优势?太阳能产业联盟
  优势非常明显,主要体现在四个方面:
  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。太阳能产业联盟
  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
  十三、是否需要经常充注制冷剂?
  不需要。空气能热泵机组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。
  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%,而热泵机组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。
  十五、从环境吸收热能为什么会使热泵有更大的效率?
  不需要,热泵机组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。
  二十一、热泵机组运行是否稳定?
  空气能热泵热水机组家用机有普及型、标准型和豪华型三种型号,它是一种专为中高收入家庭设计的新型高效、安全、环保,使用性能优越的家庭中央热水器,其主要特点为:
  2、分体式设计:安装非常方便;
  3、微电脑控制:全自动运行,
  4、水箱主机任意组合:满足个性化需求。
  的环保型产品。太阳能产业联盟
  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
  3 在寒冷地区,当冬季运行性能系数低于1.8时或具有集中热源、气源时不宜采用
  【说明】本条提出了空气源热泵经济合理应用,节能运行的基本原则
  1. 和水冷机组相比,空气源热泵耗电较高,价格也高.但其具备供热功能.对不具备集中热源的夏热冬冷地区来说较为适合,尤其是机组的供冷、供热量和该地区建筑空调夏、冬冷热负荷的需求量较匹配,冬季运行效率较高.从技术经济、合理使用电力方面考虑,日间使用的中、小型公共建筑最为合适
  2. 在夏热冬暖地区使用时,因需热量小和供热时间短,以需热量选择空气源热泵冬季供热,夏季不足冷量采用水冷机组补足,可节约投资和运行费用中国太阳能产业联盟网
  3. 寒冷地区使用时必须考虑机组的经济性与可靠性,当在室外温度较底的工况下运行,致使机组制热COP太底,丧失热泵机组节能优势时就不宜采用
  地源热泵常识问答
  GHP系统由三部分组成,(1)、室外冷热源系统,常见的有地下水系统、地下埋管系统、地表水系统等。(2)、室内空调设备及管道系统,通常采用风机盘管加新风系统。(3)、热水加热系统,通常由储热水箱、水泵及管道组成。
  4、地源热泵同空气源相比,有什么优点?
  地源热泵系统说明
  地源热泵应用方式中国太阳能产业联盟网
  地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类,从输送冷热量方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。太阳能产业联盟
  一 家用系统
  用户使用自己的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应,多用于小型住宅,别墅等户式空调。
  太阳能产业联盟
  中国太阳能产业联盟网
  将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统,混合系统与分散系统非常类似,只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。
  南方地区,冷负荷大,热负荷低,夏季适合联合使用地源和冷却塔,冬季只使用地源。北方地区,热负荷大,冷负荷低,冬季适合联合使用地源和锅炉,夏季只使用地源。这样可减少地源的容量和尺寸,节省投资。中国太阳能产业联盟网
  分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。
  水环路热泵空调系统除具有显著节能特点外,还具有以下特点:中国太阳能产业联盟网
  1、节省占地:不设大的冷冻机房,没有冷却塔系统。
  技术原理:
  一机三用 : 冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活热水。
  太阳能产业联盟
  地源热泵冷暖与新技术
  土-气源热泵:也是一种以地下土壤中埋管的换热方式而设计和配置的热泵空调装置,通过地埋管的换热方式转换利用土壤中的地温热能,由室内的风气式换热器直接向室内输出冷风或热风用以空调,是热泵的一种不同配置形式;主机多为一体结构,以空气为换热源直接将热泵机组产生的高温热能或低温热能送入空调房间内。
  水源热泵技术
  热泵常识
  蒸发器:太阳能产业联盟
  是输出冷量的设备,它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发,以吸收被冷却物体的热量,达到制冷的;
  冷凝器:
  我们是通过冷凝器提取高温位热量制热和通过蒸发器提取低温位冷量制冷实现制热与制冷两种工况的,其中:
  在冬季作为热泵供暖,是以水为热源把水中的热量“取”出来,提高温度后,供给室内采暖;在夏季作为空调供冷,是以水为冷源把室内的热量取出来,释放到水中去的。由于水源热泵以水为热(冷)源温度全年较为稳定,一般为10~40℃其制冷、制热系数可达3.0~6.0,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60%。
  水源热泵运行系统主要由热(冷)源换热系统、水源热泵机组和末端系统三部分组成,其中:末端部分的换热介质可以是水或空气
  1.土壤热--埋盘管换热提取,太阳能产业联盟
  2.地 热—利用地下水直接提取,
  4.各类废(余)汽、水、热的换热提取。
  水环热泵系统是指用水环路将小型的水 /空气热泵机组并联在一起,构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统。20世纪80年代初,在我国开始初步应用。但是,由于一些工程安装使用后的效果并不理想,甚至无法使用,所以多数人认为这是一个不好的空调系统。本文以一个实际的工程实例,介绍了新型水环热泵的应用及其前景。
  一、新型水环热泵系统介绍
  4. 热泵机组的冷凝盘管由原来的板式改为双层管式,解决了长时间使用堵塞的问题。
  新型水环热泵摒弃了以往水源热泵的噪音大、使用受限制的弊端,而发扬了水源热泵便于分户计量和计费,便于安装、管理等优点,使此种空调系统又焕发了新的生机和活力。
  本工程使用功能为办公综合楼,内设办公室、餐厅、展览厅、银行等,由南楼和北楼组成,南楼为六层,北楼为九层,两栋楼由通廊连接。本工程建筑面积约 30700 m2 ,空调面积约 24050 m2 。由于甲方也是使用方,因此甲方根据使用要求对空调系统设计提出以下要求: 1. 北楼 3 - 9 层可能将来出租或出售,空调系统要求与其它部分分开; 2. 空调系统运行和计费要方便,保证各单位的独立使用。
  根据甲方要求我设计了两个方案供甲方选择, 1. 商用风冷分体机; 2. 水环热泵系统。最后由于方案 1 对建筑外立面影响较大,而且制冷效率较低,所以最后选择了水环热泵系统。
  本方案可以说完全满足了甲方的使用要求,计费方面只有冷却塔和冷却水泵属于公共分摊的部分,而这部分用电在空调用电里面是很小的一部分,其它大部分用电都在末端用户,空调计费全部纳入用户使用的电费里面,所以充分实现了用多少收多少。当过渡季或有人晚间加夜班时,末端机组开机比较少,这时冷却塔可以只开一台,节约运行费用。北楼出租部分可按租户需要改变末端形式,或预留冷却水接口,而设备由租户自行安装,这还可以降低甲方的初投资,避免出租率低时的经济损失。
  ⊙ 机组控制电源熔断器熔断太阳能产业联盟
  ⊙ 断开电源开关,检查电源
  ⊙ 查明原因并修复中国太阳能产业联盟网
  ⊙ 更换新熔断器
  ⊙ 检查系统补水装置,并向系统补水
  ⊙ 排除水系统中的空气
  ⊙ 将水系统阀门开足
  ⊙ 清洗水过滤器
  ⊙ 制冷剂不足
  ⊙ 系统检漏并充注制冷剂太阳能产业联盟
  ⊙ 加强水系统保温
  ⊙ 更换干燥过滤器
  ⊙ 清洗空气换热器太阳能产业联盟
  ⊙ 清洗水过滤器中国太阳能产业联盟网
  压缩机不运转
  ⊙ 接线松动
  ⊙ 压缩机过热保护
  ⊙ 查明原因解决电源故障
  压缩机运转噪声大
  ⊙ 压缩机内部零件损坏
  ⊙ 风扇紧定螺钉松动
  ⊙ 更换风机
  ⊙ 更换接触器
  ⊙ 更换压缩机中国太阳能产业联盟网
  机组水流量过低保护太阳能产业联盟
  ⊙ 系统水流量不足
  ⊙ 靶式流量控制器未复位
  ⊙ 清洗水过滤器排除系统中的空气
  ⊙ 调整或更换靶式流量控制器中国太阳能产业联盟网
  排气压力过高中国太阳能产业联盟网
  ⊙ 冷媒过多
  ⊙ 氟路系统中有不凝性气体
  ⊙ 排出不凝性气体
  吸气压力过低
  ⊙ 干燥过滤器堵塞
  ⊙ 电磁阀末开
  ⊙ 通过热交换器的压降太大
  ⊙ 更换干燥过滤器
  ⊙ 润滑油不足
  热 泵 种 类
  三、地源热泵
  地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术,冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖,同时蓄存冷量,以备夏用;夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温,同时蓄存热量,以备冬用。由于其节能、环保、热稳定等特点,引起了世界各国的重视。欧美等发达国家地源热泵的利用已有几十年的历史,特别是供热方面已积累了大量设计、施工和运行方面的资料和数据太阳能产业联盟
  四、复合热泵
  为了弥补单一热源热泵存在的局限性和充分利用低位能量,运用了各种复合热泵。如空气-空气热泵机组、空气-水热泵机组、水-水热泵机组、水-空气热泵机组、太阳-空气源热泵系统、空气回热热泵、太阳-水源热泵系统、热电水三联复合热泵、土壤-水源热泵系统等。
  1、太阳-空气热源热泵系统
  土壤-水热泵(下称土壤热泵)可利用低品位的土壤热能提供热水或向建筑物供暖。美国、德国及瑞典等北欧国家,已有上万台此类热泵装置在运行,土壤热泵技术已趋成熟,并迅速地加以推广使用。目前正在制订土壤热泵用于供暖的技术规范。
  3、太阳能-水源热泵空调系统
  目前,我国热水器市场上的主流产品包括燃气、电热和太阳热水器三类。燃气热水器具有价格低、加热快、出水量大、温度稳定等优点,社会拥有量达到3000多万台,约占市场份额的43%。但是,燃气热水器在使用中存在安全隐患,必须分室安装且须专业人员安装,不易调温,需定期除垢。电热水器具有卫生、可靠、水温易调节、不受水压限制、安装维修方便等优点,安全性也较燃气热水器高,但电热水器也可能因质量问题而引发触电危险,且它以消耗大量优质能源为代价来生产低温热水,造成能源的严重浪费。太阳热水器因其节能环保的优势近年来在我国得到了迅猛地发展。2001年全国太阳热水器的保有量为3300万m2,年产量为780万m2,均居世界首位。但是,常规的太阳热水器存在初投资较高、水资源浪费严重、冬季冻管和管路腐蚀等诸多问题,而且安装位置还受到建筑结构和建筑外观的限制。此外,一些新的热水器产品也开始在市场上崭露头角,例如,电磁热水器具有更高的热效率和更可靠的安全性,是目前采用的电热水器的技术换代型产品,而空气源热泵热水器具有风冷热泵空调器的基本技术特点,只是将冷凝热用于加热水而非空气,具有节能省电、供水量大、安全可靠等优点,但仍存在风机的噪声和震动问题,以及在寒冷潮湿环境中室外机的结霜问题。太阳能热泵热水器通过直接利用周围环境中的低品位热源(太阳辐射能为主,空气热源为辅),使得制冷剂的蒸发过程与太阳能的集热过程在同一装置中进行,并以消耗少量的电能为代价,将低品位热源提高温位后用于生活热水的生产,具高效节能、全天候、安全可靠、安装方便等诸多优点,既适用于户式集中热水供应,又适用于住宅小区的集中热水供应,是一种新型的、节能环保型热水器。中国太阳能产业联盟网
  太阳能热泵热水器的工作原理
  太阳能热泵热水器的技术特点
  由于太阳能集热蒸发器的工作温度很低,一般接近环境温度,加上集热管内具有较高的相变换热系数,因此太阳能集热蒸发器的集热效率非常高。研究表明,即使采用顶部无盖层、底部无保温的裸板集热器,集热效率也高达40%-80%。集热成本非常低。当集热板的工作温度低于环境温度时,太阳能集热蒸发器不仅没有热损失,反而从环境中吸收部分热量,此时它相当于一个空气源热泵热水器。
  节能、环保
  实验研究和理论分析均表明,太阳能热利用技术与热泵技术的结合不仅可以极大地改善太阳集热器的集热效率,而且可以有效提高热泵机组的COP(例如,据文献报道,在新加坡的气候条件下,一种太阳能热泵热水器的集热效率达到40%-75%,热泵COP达到4-9,热水温度从30℃升到55℃)。因而,应用太阳能热泵热水器可以节约大量用于生产低温热水的优质能源(如电能),实现能源的合理利用和可持续发展,同时缓解由于化石燃料的消耗而造成的环境污染问题。
  安全可靠、使用寿命长
  太阳能热泵热水器一般采用小型全封闭式压缩机,使用安全的家用电源,无需大电流的电气连接,运行安全可靠;由于采用常规制冷剂(如R134a,R22等)作为循环工质,不存在影响传统太阳热水器寿命的管路腐蚀和防冻问题,使用寿命可达十年以上。
  由于太阳能集热蒸发器通常采用质轻体薄、价格便宜的裸板集热器,不仅安装极其方便,而且容易与建筑实现一体化集成。依靠良好的建筑设计,该种集热器既可丰富建筑外观又可增强维护结构的保温性能。
  1955年Sporn和Ambrose第一次提出了直膨式太阳能热泵的概念,并通过实验证明了其有效性。此后,以Chaturvedi为首的国内外科研工作者对该种太阳能热泵热水系统进行了大量的实验和理论研究,其中包括系统的热力性能、结构形式、循环工质、控制方案等,为其商业化发展奠定了一定的基础。
  国内的是中宇,以莱特,扬子,天加
  中央空调行业巨头美国特灵空调的亚太区总裁阮建平.特灵空调公司成立于1913年

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