德业空气源热泵热水器的基本知识

德业空气源热泵热水器的基本知识随着我国经济的飞速发展，能源紧缺以及环境保护问题日益突出，特别近年来，现代人们的生活都在追求高品位，但是没有热水的生活不是高品位的生活，现代家庭、宾馆、学校、工厂、休闲场所都在安装热水设备。选定怎样的热水设备？如何获取热水？如采用高品位能源（如电、煤气、柴油等）、直接加热的传统方式获取热水，这样不但会给你带来安全、消费、环保的烦恼，而且也不符合建设节约型社会的要求。尽可能多的利用天然能源（如太阳能、空气能等）这些取之不尽、免费能源，方便快捷的获取热能制取热水，这样既节约能源又保护了环境。太阳能和空气能是分散的能源，如何把它们尽可能多地集中起来合理利用。太阳能是依靠太阳真空集热管来收集热能，它把太阳光转化为热能而被利用。空气能的收集则是利用载热体—冷媒这种特殊物质来吸收空气中的热能搬运到水中而被利用。由于太阳能是分散能源，根据用户热水用量设计足够的集热面积才能达到节能的目的；空气能同样是分散能源，它要求能效比COP值越大越节能。这里主要对空气源热泵的基本知识，原理、核心技术、特点等作简单介绍，有不当之处请各位专家批评指正。一、泵与热泵的工作原理1、泵的概念：所谓泵是一种把分散物质集中并提高其位能的装置。“热”不是物质，而是能，“热”的集中和提高位能必须通过载体来实现，载体就是冷媒。热泵就是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温分散的热源高效吸收低品位热能并传输给高温热源，达到“泵热”的目的。2、热泵的概念：热泵目前应用最普遍的是蒸汽压缩式热泵。这种热泵系统的工作原理：冷媒在蒸发器内吸热后蒸发，蒸发成过热蒸汽进入压缩机，在压缩机中经绝热压缩变为高温高压的气体，经冷凝器定压冷凝为低温高压液体，液态冷媒经节流为低温低压液体，再进入蒸发器定压吸热，依次往复循环。热泵热水器就是把空气中热能搬运到水中将水加热。热泵技术是一种提高能量品位的技术，它不是能量转换的过程，所以不受能量转换效率极限100％的制约，而是遵守逆卡诺原理。其搬运的能量与驱动热泵的电能之比称为制热性能系数又称为能效比（用COP来表示）。能效比COP值越大越节能。二、空气源热泵的核心技术问题空气源热泵热水设备的核心技术问题是能效比COP值，考察选定空气源热泵热水设备的重要指标也应是COP值的大小，COP值越大越节能。1、怎样才能得到高的能效比COP值：1）在热泵整个系统中起关键作用的是载热体冷媒，（它好像汽车拉货。拉的要多；跑的快；装卸要快；又省油）这就要求载热体冷媒除具有制冷剂的性质外，还应具有①单位吸热量要大、吸放热要快而多；②蒸发温度（冷媒的两态：液态和气态转换温度点）要低（-10ºC时仍能吸热）；③在能产生65℃热水的同时又要求冷媒的临界压力要低，低于普通热泵系统保护压力2.6MPa，（压缩机保护压力2.8MPa）。否则压力太高对压缩机不利或使压缩机进入高压保护而不能制高温热水，甚至压缩机长时间在高压下工作而损坏。2）要求有较大换热面积的蒸发器，与空气接触的表面积越大，在同等条件下能搬运到的热量就越多，能效比COP值就会越高越节能。3）热泵热水机组中关键部件压缩机，要求压缩机排气量、排冷量、能效比、旋转率等性能指标好，并且要和整个系统及采用的冷媒相匹配，否则冷媒对铜产生腐蚀作用，损坏热泵系统，采用美国谷轮压缩机，再和高效的冷媒，增加了表面积的蒸发器相匹配，所以其能效比COP值高，能效比COP值可达到4.74）冷媒必须是环保型:我们委托上海市环境保护产品质量监督检验总站对冷媒进行检测，检测结果：纯度99.99%；水分0.001%；蒸发残渣0.0012%；消耗臭氧潜能值ODP值小于0.11。2、和空调的区别：有人说热泵就是空调的反用，这句话对也不对，它们都是应用逆卡诺原理这是对的，不对的是：1）使用的温度范围不一样；空调的调整温差十几度，热泵的温差30-40度，有时要达到60度，这么大的温差范围就要求两者不同。2）由于温差大，热量搬运量大，所以选择运输工具就是载热体(冷媒)不同。3）系统不同：载热体(冷媒)不同,运输工具不同与之匹配的系统就不同。三、空气源热泵热水系统的优势1、热能来源丰富。太阳的能量是巨大的，取之不尽用之不竭，而且有大部分能量是以地流热、辐射热等形式存在于空气中。特别在中国南方地区环境温度高，优势更加明显。2、运行费用低。空气源热泵热水系统利用很少的电搬运几倍的热量到水中，年节约率可高达70﹪以上。3、使用效果好。空气源热泵热水系统采用容积储热方式，特别是集中供热系统采用定温放水、温差循环系统后，运行更可靠、节能效果更明显。4、环境效益明显。空气源热泵热水系统无论在制作过程还是在使用过程中，都没有任何污染，特别在环境污染日益严重的今天，更为重要。缺点：由于空气能是分散能源，制热速度慢，热水要储热式。四、热泵集中供热水系统的案例分析某学院学生公寓用热水系统的案例分析（一）设计要求：1、用热水人数：2000人，每人每天用热水量40升。2、设计日用热水量为：80T3、用水温度：50℃-60℃。4、处理管道冷水，即开有热水。5、定时或不定时放水，用户可任意设定时间段供水。（二）热泵系统配置1、空气源热泵十匹机组8台；储热水箱80T；加热水箱3T二个。2、温控系统及定温放水系统：热水系统控制为全自动控制，水温可在45℃-65℃之间任意设定，热泵机组和加热水箱组成一个循环系统，当加热水箱温度达到55℃时，热水自动送到储热水箱中，当储热水箱中储满55℃热水后，热泵机组自动停止。当使用热水时，储热水箱中水位下降，热泵机组自动启动，加热水箱中55℃热水向储热水箱中补水，直到储热水箱中水满为止。保证热水系统全天候供用55℃的恒温热水。（三）各种热水设备运行费用比较1、设计参数及所需热量计算：1）设计要求：全天候用水，燃油热水器、电热水器、太阳能电辅助加热、空气源热泵四种热水器。2）设计参数：（1）设计用热水80吨;（2）自来水温度按15℃，某地区平均每年的阴雨天为90天，因此太阳能的有效利用天数为275天。3）所需热量的计算：（1）每天所产的热水总量：80吨。（2）每天将80吨水从15℃加热到55℃所需热量为Q吸。根据水升温吸热计算公式：Q吸=C入.M.△t式中：C入——水的比热=1kcal/kg.℃M——被加热的水量（kg）△t——温升（℃）Q吸=1kcal/kg℃×80000kg×（55-15）℃=3200000kcal2、各种热水器每年运行费用计算：1）燃油及电的热值及效率参数：（1）柴油的热值为10200kcal/kg（2）燃油热水器的热效率为0.82（3）电的热值为860kcal/kwh（4）电热水器的热效率为0.95（5）0号柴油的市价为5.0元/kg（6）商业用电平均每度为0.5元2）燃油热水器每年运行费用：将80吨水从15℃加热到55℃，每天需用的燃油为：3200000÷10200÷0.82=383kg每天的燃油费用为5.0元/公斤×383kg=1915元每年的燃油费用为1915元/天×365天=698975元平均每吨热水的费用为：698975元÷80吨÷365天=24元3）电热水器每年运行费用：将80吨水从15℃加热到55℃，每天需用的电量为：3200000÷860÷0.95=3917度每天用电费为0.5元/度×3917度=1959元每年用电费为1959元/天×365天=715035元平均每吨热水费用为：715035元÷80吨÷365天=25元4）太阳能热水器每年运行费用：（按全年90天阴雨天计算）辅助电加热每年费用为1959元/天×90天=176310元。平均每吨热水费用为：176310元÷80吨÷365天=6元5）空气源热泵每年运行费用：将80吨水从15℃加热到55℃，每天需用的电量为：3200000÷860÷4.0（COP值）=930度每天用电费为0.5元/度×930度=465元每年用电费为465元/天×365天=169725元平均每吨热水费用为：169725元÷80吨÷365天=5.8元3、各种热水器每年运行费用比较：燃油热水器每年运行费用：698975元平均每吨热水的费用为：24元电热水器每年运行费用：715035元平均每吨热水费用为：25元太阳能热水器每年运行费用：176310元平均每吨热水费用为：6元空气源热泵每年运行费用：169725元平均每吨热水费用为：5.8元（四）使用空气源热泵运行费用承诺我们郑重承诺：使用空气源热泵，在某地区全年平均每吨水从15℃加热到55℃用电量不超过12度电，若实际运行超出承诺，我们赔偿超出部分的所有费用。计量方法：热水箱进水口安装数字水表，控制箱安装电度表。（五）设备投资回收期及成本分析1、每吨热水的成本计算：1）每吨自来水的价格:2元2）用空气源热泵加热每吨水的费用:6元每吨热水的成本为：自来水的价格2元＋热泵运行费用6元=8元2、设备投资回收期计算：若考虑学生放假，每年使用热水时间为10个月计算使用空气源热泵每吨热水的成本为：自来水的价格2元＋热泵运行费用6元=8元使用电热水器每吨热水的成本为：自来水的价格2元＋电热水器运行费用25元=27元两者每吨热水的差价为：27元-8元=19元每天热水差价为：80吨×19元=1520元每月热水差价为：1520元×30天=45600元空气源热泵设备总投资按80万元计算若使用电热水器或燃气热水器设备投资为：336台*1000元/台=33.6万元空气源热泵设备多投资：80万元-33.6万元=46.4万元设备投资回收期为：46.4万元÷4.56万元/月=10个月即：一年可收回空气源热泵设备的多投资部分。更重要的空气源热泵更安全，无任何污染。