熱泵熱水器空氣源熱泵

空氣源熱泵在運(yùn)行中，蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì)，工質(zhì)蒸氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后壓力和溫度上升，高溫蒸氣通過永久黏結(jié)在貯水箱外表面的特制環(huán)形管冷凝器冷凝成液體時(shí)，釋放出的熱量傳遞給了空氣源熱泵貯水箱中的水。冷凝后的傳熱工質(zhì)通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器，后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。

空氣源熱泵傳熱工質(zhì)是一種特殊物質(zhì)，常壓下其沸點(diǎn)為零下40℃,凝固點(diǎn)為零下100℃以下，該物質(zhì)冷的時(shí)候是液體，但很容易被蒸發(fā)成氣體，反之亦然。在實(shí)際運(yùn)行中，空氣源熱泵中傳熱工質(zhì)的蒸發(fā)極限溫度為零下20℃左右，因此5℃的環(huán)境溫度對(duì)如此低的溫度也是"熱"的，甚至下雪的溫度，比如說0℃，相比之下也是熱的，因此，仍可交換一些熱能。

1824年法國科學(xué)家卡諾(Sadi karnot)發(fā)表卡諾循環(huán)理論,成為熱泵技術(shù)的起源

1850年 英國科學(xué)家開爾文(L.Kelvin)提出將逆卡諾循環(huán)用于加熱的熱泵設(shè)想

熱泵的理論起源于十九世紀(jì)早期法國科學(xué)家薩迪.卡諾(Sadi karnot)，卡諾在 1824年首次以論文提出"卡諾循環(huán)"理論，30年后，英國科學(xué)家開爾文(L.Kelvin)于1850年初提出:冷凍裝置可以用于加熱，之后許多科學(xué)家和工程師對(duì)熱泵進(jìn)行了大量研究，研究持續(xù)80年之久。

1912年瑞士的蘇黎世成功安裝一套以河水作為低位熱源的熱泵設(shè)備用于供暖，這是早期的水源熱泵系統(tǒng)，也是世界上第一套熱泵系統(tǒng)。熱泵工業(yè)在20世紀(jì)40年代到50年代早期得到迅速發(fā)展，家用熱泵和工業(yè)建筑用的熱泵開始進(jìn)入市場，熱泵進(jìn)入了早期發(fā)展階段。

21 世紀(jì)，隨著" 能源危機(jī) "出現(xiàn)，燃油價(jià)格忽升，經(jīng)過改進(jìn)發(fā)展成熟的熱泵以其高效回收低溫環(huán)境熱能，節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，重新登上歷史舞臺(tái)，成為當(dāng)前最有價(jià)值的新能源科技。

前國際熱能署專門成立國際熱泵中心，設(shè)立熱泵推廣工程(Heat Pump Programme)，向世界上各國推廣協(xié)調(diào)熱泵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。 美、 加、瑞典、德、日、韓等國政府均發(fā)出專門官方指引，促進(jìn)熱泵技術(shù)的社會(huì)應(yīng)用。

節(jié)能: 從空氣中獲取大量免費(fèi)熱量，每消耗1度電就能產(chǎn)出3~4度電的熱量，與常規(guī)熱水器相比可節(jié)省70-80%的電費(fèi)。使用成本相當(dāng)于電熱水器的1/4，燃?xì)鉄崴鞯?/2，太陽能熱水器的2/3，即每消耗一度電就能產(chǎn)生3-4度電產(chǎn)生的熱量。

安全: 水電分離，無漏電危險(xiǎn)

適用: -5~50℃環(huán)境

環(huán)保: 無廢熱、廢水、廢氣

注:但是，目前我國大部分廠家所采用環(huán)保熱媒(冷媒)R417A、104A。而日本等一些國家已率先采用CO2作為熱媒(冷媒)，不對(duì)臭氧層造成破壞(所以在安裝時(shí)，銅管務(wù)必要連接緊密，防止R22漏出。若R22完全不漏出，將對(duì)環(huán)境無任何負(fù)面影響)。另外，以上所述的R22、R417A、1394A、CO2皆對(duì)人體不造成傷害的，即使有漏出，整套熱水設(shè)備都是安全的。

學(xué)生公寓:

采用多機(jī)并聯(lián)，自動(dòng)控制，每棟宿舍配置一臺(tái)主機(jī)和一臺(tái)水箱，先進(jìn)的自動(dòng)pos機(jī)收款或定時(shí)供水系統(tǒng)。冬夏季節(jié)根據(jù)學(xué)生用水情況調(diào)節(jié)熱水量。在夏天，用熱水量少時(shí)，少制熱水，在冬天，用熱水量多時(shí)，多制熱水，避免太陽能熱水器在夏季暑假期間制造大量熱水，但學(xué)生放假無人使用熱水，每天必須放水降溫，浪費(fèi)大量水資源的麻煩。

工廠醫(yī)院:

采用單機(jī)或多機(jī)并聯(lián)，可根據(jù)員工上下班制度采用分時(shí)供水，靈活機(jī)動(dòng)，更加節(jié)能，克服了使用太陽能熱水器受雨天，冬天無熱水，水溫不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。

酒店賓館:

采用單機(jī)或多級(jí)并聯(lián)，全自動(dòng)控制與完善的供水及回水系統(tǒng)，采用德國wilo增壓泵及循環(huán)泵，確保賓館酒店的供水系統(tǒng)穩(wěn)定。可提供客房用水及桑拿池浴，完全無污染，為賓館酒店能源的同時(shí)制造了綠色的環(huán)境，還可以根據(jù)峰谷電改變策略，采用谷電，更加省錢。

桑拿泳池:

采用多機(jī)并聯(lián)，采用鈦合金，板式，固管換熱水器，抗腐蝕，安全耐用，能效更高，自動(dòng)加熱，恒溫，可提供熱水又可提供冷水，解決大型恒溫泳池及桑拿浴池采用鍋爐耗能高，操作循環(huán)復(fù)雜的困難，既節(jié)省了高額的費(fèi)用又得到了安全的保證。

美容美發(fā):

采用一個(gè)主機(jī)加熱兩個(gè)水箱的方式，占地面積小，加熱快，采用邊用邊加熱的方式，克服了電熱水器高耗能，及燃?xì)鉄崴鞑话踩娜毕荨?/p>

別墅家庭:

主機(jī)外掛于墻上，水箱放置于陽臺(tái)，在節(jié)能的同時(shí)達(dá)到了安全美觀，與建筑渾然一體，克服太陽能熱水器安裝難，影響建筑美觀的難題。

熱泵熱水器在泳池中的運(yùn)用

游泳池有室外露天游泳池(場)以及室內(nèi)溫水游泳池(館)兩大類。從游泳池的使用性質(zhì)分，有比賽池，訓(xùn)練池，跳水池，兒童戲水池等;從經(jīng)營性質(zhì)分，有公用游泳池，商業(yè)賓館內(nèi)游泳池，也有私人別墅住宅內(nèi)的游泳池等。但無論何種游泳池，都有一個(gè)要求維持池水溫度恒定的要求，池水的溫度因使用性質(zhì)不同而異。游泳池的熱損失有下列幾個(gè)方面:(尤其是在別墅泳池設(shè)備的傳導(dǎo)中)

1)游泳池池水因水面蒸發(fā)，水面?zhèn)鲗?dǎo)，池底和池壁傳導(dǎo)而不斷損失熱量。

2)因人們?cè)谟斡境貎?nèi)游泳，會(huì)損失一部分池水，必須不斷補(bǔ)充，而補(bǔ)充水需加熱，需要補(bǔ)充一部分熱量;

3)此外，整個(gè)游泳池的設(shè)備和管道也在不斷向周圍環(huán)境排放熱量。

以上這一些損失的熱量，都需要不斷補(bǔ)充，才能維持池水有一定的溫度。這些熱損失再加上游泳場館淋浴等用熱的負(fù)荷可以稱之為經(jīng)常性用熱負(fù)荷。

另外，恒溫池水也有一次性全部更換新的要求。為了清洗，消毒的要求，在一定時(shí)段內(nèi)，要求將池水全部放空，重新輸入溫水。如果補(bǔ)充的水是冷水(水溫在5-15℃)，那末，加熱整池水需要的用熱量就是一次性沖擊負(fù)荷。

(恒溫泳池設(shè)備)

一般室內(nèi)游泳池池水溫度為24-29℃，室外的為22-30℃。如室內(nèi)游泳館有完善的空調(diào)采暖設(shè)施，可以取為25℃;如果氣溫低，可以取為27℃。熱損失與池水溫度高低有關(guān)，也與周圍環(huán)境(例如空氣)溫度有關(guān)。一般室內(nèi)環(huán)境溫度比池水溫度高1-2℃。國外資料表明:室內(nèi)游泳池最佳環(huán)境參數(shù)為:

空氣溫度 26-30℃

池水溫度 25-28℃

地面溫度 30-32℃

風(fēng) 速 0.05-0.1m/s

相對(duì)濕度 50-60%

(恒溫泳池設(shè)備)

維持室內(nèi)游泳館內(nèi)一定的相對(duì)濕度十分必要。當(dāng)室外溫度為-10℃，室內(nèi)空氣相對(duì)濕度為50-60%，設(shè)雙層窗的傳熱系數(shù)為2.9W/m2時(shí)，玻璃窗戶上仍會(huì)潮濕、結(jié)露;即使室外氣溫為-1℃，室內(nèi)為28℃ 時(shí)，也會(huì)結(jié)露。因而游泳池場館必須除濕。

前者提到，對(duì)于游泳池用熱的經(jīng)常性負(fù)荷，有:

a.水面蒸發(fā)散熱;

b.水面?zhèn)鲗?dǎo)散熱;

c.池底，池壁傳導(dǎo)散熱;

d.設(shè)備及管道散熱;

e.補(bǔ)水加熱量;

f.游泳場館淋浴等用熱;

由于蒸發(fā)散熱，傳導(dǎo)散熱等計(jì)算十分復(fù)雜，而且必須有游泳池結(jié)構(gòu)的詳細(xì)尺寸，氣象，土壤等資料，為了估算的方便，對(duì)于a,b,c,d四項(xiàng)，可以合并為一項(xiàng)，即:按游泳池水面面積m2計(jì)的平均熱散失量?？梢砸姳?

表1

表中數(shù)值按下列條件計(jì)算:水溫27℃，空氣相對(duì)濕度50%，風(fēng)速:室內(nèi) 0.5m/s;室外 2 m/s

國外資料介紹，對(duì)于露天游泳池的熱損失，也可以按下列數(shù)據(jù)估算;在水溫為23℃，平均氣溫10-12℃時(shí)，

對(duì)流熱損失 70―95W/㎡

輻射熱損失 60-80 W/㎡(夜間)

輻射得熱量 ≤180 W/㎡〔白天〕

蒸發(fā)熱損失 350-700 W/㎡

補(bǔ)充水時(shí)的補(bǔ)熱量 400-600 W/㎡

對(duì)于補(bǔ)水熱損失，可以按補(bǔ)水量及補(bǔ)水溫差進(jìn)行計(jì)算而得。游泳池每天補(bǔ)水量占游泳池容積的百分?jǐn)?shù)可見表2。

表2

游泳池類別 比賽池 訓(xùn)練池 跳水池 室內(nèi)公共池 露天公共池 兒童池 幼兒池 水球池 游泳跳水合一池

補(bǔ)充水量(%) 3-5 3-5 3-5 5-10 10-15 10-15 15 5 5

方案設(shè)計(jì)中建議:露天池取10%=B1;室內(nèi)池取5%=B2。因補(bǔ)水需補(bǔ)熱的小時(shí)功率可按下式計(jì)算

P=[(V×B×1000/24)×(t2-t1)/860] kW， (1-1)

式中:P-補(bǔ)水的補(bǔ)熱功率，kW;

V-游泳池容積，m3;

B-補(bǔ)水量的百分?jǐn)?shù)，%;

t1-補(bǔ)水初溫，℃;

t2-池水溫度，℃。

至于游泳館所用的淋浴、洗滌等生活熱水用量的計(jì)算及制熱所需負(fù)荷，可按常規(guī)計(jì)算。

對(duì)于一次性沖擊負(fù)荷，則按照換水量以及水溫升來計(jì)算其總用熱功率和小時(shí)用熱功率(機(jī)器所需的制熱功率)?？傆脽峁β蔘Zh

QZh=1.15×V×(t2-t1)×1000/860 kW， (1-2)

小時(shí)熱功率Ph=QZh/T kW， (1-3)

式中:V- 游泳池的總?cè)莘e，m3;

t2- 池水所需溫度，℃;

t1- 冷水溫度，℃;

T- 換水周期，h;

1.15-考慮在換水周期內(nèi)的熱損失附加值。

一般初次充水或換水的周期T為24-48h計(jì)。也就是說，要求在24-48h內(nèi)完成整池的換水。至于間隔多長時(shí)間換一次水，應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)于游泳池的使用要求和經(jīng)營情況而定。由于池水是在不斷循環(huán)過濾和消毒的，間隔時(shí)間相對(duì)比較長，可以是一個(gè)月，半年、甚至一年，對(duì)于桑拿浴性質(zhì)的水池，有可能是一天換一次水。對(duì)于有幾個(gè)游泳池的場館，在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可以將換水時(shí)間錯(cuò)開。在選擇主機(jī)時(shí)，可按一個(gè)最大容積的水池的一次性負(fù)荷來計(jì)算，也可以用換水周期的時(shí)間長短來調(diào)整。各種不同的游泳池的循環(huán)次數(shù)和周期可見表3。

表3

類別 循環(huán)次數(shù)

n(次/日) 循環(huán)周期

T(小時(shí)) 類別 循環(huán)次數(shù)

n(次/日) 循環(huán)周期

T(小時(shí))

比賽、訓(xùn)練池 4-2.4 6-10 公用池 4-3 6-8

跳水、私人池 3-2 8-12 兒童池 6-4 4-6

跳水、游泳合一池 3-2.4 8-10 幼兒池 24-12 1-2。

1、用新一代美國谷輪柔性渦旋式壓縮機(jī)，機(jī)組可靠性、效率更高;

2、電子膨脹閥本身具有很大的調(diào)節(jié)能力，從而更保證了更強(qiáng)的節(jié)流能力;

3、管翅片熱交換器采用內(nèi)螺紋銅管，翅片采用親水鋁箔，具有高效的熱交換性能，從而增大其換熱量;

4、機(jī)組冷凝器采用耐腐蝕鈦金換熱器，換熱能力充足，能效比更高(COP可達(dá)5.0以上);

5、擁有專利的融霜控制技術(shù)，保證機(jī)組具有良好的制熱性能，除霜更快更徹底。

空氣源熱泵熱水器其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四個(gè)核心部件:壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器組成還有溫度載體冷媒。現(xiàn)在針對(duì)冷媒研發(fā)出的環(huán)保型冷媒壓縮機(jī)包括:C02、R134a、R410A、R417A等冷媒壓縮機(jī)。出水溫度可高達(dá)80℃、可甚至到達(dá)90℃

熱泵技術(shù)是全世界倍受關(guān)注的新節(jié)能技術(shù)。人們所熟悉的"泵"是一種可以提高工質(zhì)(流體)位能或勢能的機(jī)械裝置，比如水泵主要是提高水位或增加水壓，油泵、氣泵、水泵、混凝土泵是輸送流體至更高壓力或更高位置的機(jī)械裝置，而熱泵即是用少量的高位能把熱量從低位工質(zhì)傳送到高位工質(zhì)的節(jié)能裝置。

原因一、室外環(huán)境溫度大于0℃，開機(jī)不久，整個(gè)換熱器上散熱片表面凝露水就會(huì)凝結(jié)成薄霜，很快霜越結(jié)越厚。室內(nèi)機(jī)制熱效果差，且呈現(xiàn)化霜頻繁現(xiàn)象。該故障一般是室外換熱器上散熱片表面臟堵、室外風(fēng)機(jī)系統(tǒng)故障或室外換熱器進(jìn)、出風(fēng)口有阻擋物造成。

原因二、室外環(huán)境溫度大于0℃，開機(jī)不久，室外側(cè)換熱器底部(毛細(xì)管出口處換熱器進(jìn)口處開始)結(jié)霜很厚，換熱器大部分未有凝露水，隨時(shí)間推延結(jié)霜，由下至上結(jié)霜在延伸;室內(nèi)風(fēng)機(jī)始終處于防冷風(fēng)低速運(yùn)行;系統(tǒng)頻繁化霜。

原因三、室外環(huán)境溫度大于0℃，開機(jī)不久，室外側(cè)換熱器上半部(換熱器出口處和回氣管)結(jié)霜很厚，并且在換熱器上隨時(shí)間推延由上至下(有換熱器出口向換熱器進(jìn)口方向)結(jié)霜在延伸;且制熱效果差;空調(diào)器頻繁化霜。該故障一般是系統(tǒng)制冷劑過多，常出現(xiàn)在維修加制冷劑后。

1、在房屋用天然氣，油或木爐，熱泵線圈應(yīng)被安裝上的暖側(cè)(下游)的爐中。

2、如果被添加到電爐的熱泵，熱泵線圈通常可以被放置在冷側(cè)(上游)的爐的最大效率。

3、室外機(jī)應(yīng)受到保護(hù)，強(qiáng)風(fēng)，這可能會(huì)降低效率，導(dǎo)致除霜問題。在同一時(shí)間，它應(yīng)該被放置在開放，使室外空氣不通過線圈再循環(huán)。

4、為了防止雪從阻塞氣流在線圈和允許除霜排水，單位應(yīng)該被放置在一個(gè)底座，提高地面30-60厘米(12至24英寸)以上。應(yīng)固定在混凝土板，這反過來又坐在床上的碎石，以提高排水的立場?；蛘撸搯卧赡鼙话惭b構(gòu)造適當(dāng)?shù)膸蠌谋诘姆孔印?/p>

5、這是可取，定位的熱泵滴線的房子(水滴落屋頂?shù)膮^(qū)域)之外，以防止冰和水，從下降就可以了，這可以減少氣流或?qū)е嘛L(fēng)扇或電機(jī)損壞。

6、必須連接到的內(nèi)部線圈的下油鍋房子的內(nèi)部地板漏極，以確保該冷凝水，在線圈上的形式漏極正確。

7、熱氣泵應(yīng)放置，因此，維修人員有足夠的空間來工作的單位。

8、制冷劑管線應(yīng)盡量短而直。這是很好的做法，絕緣線，以最大限度地減少不必要的熱損失，以避免水汽凝結(jié)。

9、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)制造噪音。找到遠(yuǎn)離窗戶和相鄰建筑物的室外機(jī)。有的單位額外的噪音時(shí)，他們的震動(dòng)。你可以減少這種噪音吸收的基礎(chǔ)上選擇低噪音設(shè)備或安裝單位。

10、熱泵系統(tǒng)一般需要較大的風(fēng)管尺寸比其他的中央供熱系統(tǒng)，所以現(xiàn)有的管道可能不得不被修改。對(duì)于適當(dāng)?shù)臒岜眠\(yùn)行，氣流應(yīng)是50至60升每秒每千瓦(升/秒)，或400至450立方英尺每分鐘(cfm)每噸，冷卻能力。