热泵热水机范文

热泵热水机范文（精选8篇）

热泵热水机 第1篇

关键词：空气源,热泵,热泵热水机

1前言

热泵热水技术是基于热泵技术之上的一种热水供应方式, 利用电能驱动将空气中的低品味热能转化成60℃热水中的高品位热能。这种方式水电分离, 无废烟废热排出, 能效比高, 具有安全环保, 节约能源等优点。

国外学者对热泵热水系统研究得比较早, 产品比较成熟。我国热泵热水机研究应用起步较晚, 还有很多亟需提高之处, 笔者根据多年的空气源热泵热水机开发经验, 旨在对家用空气源热泵热水机产品设计做简单的阐述。

2系统组成

家用空气源热泵热水机主要由热水制取系统和储热水系统组成。其中热水制取系统主要包括压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器及自控装置组成。

3分类方式

机组按照不同分类标准可以分为多种不同形式, 其中按照加热方式进行分类可以分为一次加热式、循环加热式与静态加热式三种。其中静态加热式又可以分为水箱内置盘管与水箱外置盘管两种。

本文仅对市场上最多的循环加热式与静态加热式空气源热泵热水机组进行简单的对比分析。

4系统原理

不同结构形式的产品设计有着不同的系统控制方案, 下面针对不同结构形式的产品作简单阐述。

4.1 循环加热式

通过图1, 可以看出, 压缩机把蒸发器吸收的热量传给冷凝器循环水中, 被加热的循环水通过循环水泵带到承压保温水箱中, 从而把承压水箱的水加热。

4.2 静态加热式

静态加热式热水机的结构形式, 需要在保温承压水箱上加工传热盘管。该方案具体又可细分为水箱内置盘管和水箱外置盘管两种结构形式。

4.2.1 水箱内置盘管式。

通过图2, 可以看出, 压缩机把蒸发器吸收的热量传给冷凝器盘管中, 高温的盘管把热量传给储水箱的水里面, 从而把承压水箱的水加热。

4.2.2 水箱外置盘管式。

与水箱内置盘管式方案不同, 传热盘管和水直接多了一层传热介质——水箱内胆。该结构方案设计下, 要注意盘管与水箱内胆紧贴, 还要注意盘管间距, 管间距太小, 冷凝管利用效率较低, 管间距太大则冷凝换热面积不够。笔者通过试验证明, φ8×0.5的铜管, 管间距在22mm时较为合理。水箱设计方案如图3所示。

5系统性能、加工工艺及成本比较

5.1 系统性能比较

系统性能的好坏将关系到产品的使用可靠性及经济性, 上述几种不同形式的系统其性能也存在较大的差异。

在产品的设计开发过程中, 可靠性应该是放在首位的。而在热泵热水机系统当中, 压缩机的可靠运行又是我们考虑的重中之重。在国内目前的热泵热水系统中, 大部分是采用R22冷媒的转子式压缩机。对于这种压缩机, 其运行时的高压侧压力应控制在2.65MPa以下。否则, 将超出压缩机的运行范围, 压缩机的高压侧压力长时间的2.65MPa以上时将会严重的影响压缩机的使用寿命。

在上述几种方案中, 循环加热式热泵热水机由于冷凝器一般使用的是板式换热器或套管式换热器, 其换热效率高, 传热温差小 (由于传热量Q=k·A·Δt, 当传热量Q与换热面积A一定时, 传热系数k越大则传热温差Δt越小) 。当需要同样温度的热水时, 其相应的冷凝温度较低, 冷凝侧压力也会较低, 不会减短压缩机使用寿命。静态加热式 (水箱外置盘管式) 热泵热水机, 由于其传热过程是先将冷媒携带的热量传递给铜管外壁, 然后再传给水箱外壁, 再经过水箱内胆传递给箱体内静止的水。此时, 传热热阻相当大 (特别是水箱内胆传递给箱体内静止的水这一过程的热阻非常大) , 要想的到相同温度的热水就需要较大的传热温差。此时, 其所要求的冷凝温度也相对较高, 冷凝侧压力也会随之变高, 当要制取60℃热水时, 其高压侧压力将会超过2.7MPa, 此时将严重影响压缩机的使用寿命。静态加热式 (水箱内置盘管式) 热泵热水机, 由于冷凝管直接放置于所需加热的水中, 其换热效率较高, 传热温差较小, 冷凝侧压力相对较低, 也不会影响到压缩机的使用寿命。但是, 由于一般的冷凝管均为铜管, 放置于水中容易产生铜绿, 严重影响换热效率, 从而增大其传热温差, 长时间使用后同样会使高压侧压力偏高而影响压缩机的使用寿命。此外, 当铜管被腐蚀后水会进入系统, 从而严重危害压缩机的使用寿命。

在经济性方面, 由于循环加热式热泵热水机冷凝器一般使用的是板式换热器或套管式换热器, 其换热效率较高, 使用经济性较好。但是由于系统中有一循环水泵需要消耗一定的功率, 因此会对使用经济性有一定的影响。静态加热式 (水箱外置盘管式) 热泵热水机, 其换热效率最低, 使用经济性最差, 特别是当水箱内壁产生水垢及长时间使用后由于冷凝铜管与水箱外壁膨胀系数不一致导致冷凝管与水箱外壁接触不佳等原因造成的效率下降更为明显。静态加热式 (水箱内置盘管式) 热泵热水机, 由于冷凝管直接放置于所需加热的水中, 其换热效率最高, 但是长时间使用后由于铜管产生铜绿, 会严重影响加热效率, 长时间来看经济性也不是最好。

5.2 加工工艺比较

循环加热式热泵热水机的结构形式对水箱的制作工艺要求不高, 就在一般的承压水箱上加两个循环水管接头即可。对主机而言, 只需把压缩机、蒸发器、冷凝器、节流部件和循环水泵有序连接起来即可。静态加热式 (水箱内置盘管式) 热泵热水机的结构形式对水箱的制作工艺要求较高。首先, 水箱内部的冷凝管需要支撑管支撑, 制造有一定难度;其次, 盘管和端盖的密封为铜-钢焊接, 焊接有一定难度。静态加热式 (水箱外置盘管式) 热泵热水机的结构形式对水箱的制作工艺要求最高。由于冷凝管要紧密的等间距的缠绕于水箱外壁, 以确保其换热效率, 在加工工艺上有一定的难度。

5.3 成本比较

循环加热式热泵热水机较其他两种结构形式的家用热泵热水机相比, 少了水箱内的盘管, 多了一个板式换热器 (或套管式换热器) 与一个循环水泵。由于板式换热器 (或套管式换热器) 与水箱内的盘管的成本相差无几, 因此循环加热式热泵热水机较其他两种结构形式的家用热泵热水机的产品成本相对会高出一个循环水泵的价格。

6总结与展望

通过上述分析介绍, 笔者认为, 循环加热式家用空气源热泵热水机, 冷凝器换热系数高, 制造工艺不复杂, 但是零部件成本高 (需要一个高质量的屏蔽式循环热水泵) ;系统防冻结要求高, 在低温环境中, 循环水系统一旦被结冻, 循环水泵等重要零部件可能会被冻裂。静态加热式家用空气源热泵热水机, 对于水箱内置盘管式承压水箱, 盘管易泄漏, 存在安全隐患;一旦盘管泄漏, 冷媒系统就会进水, 系统就没有可维修性, 代价很大。对于水箱外置盘管式承压水箱, 主要是要注意盘管与水箱内胆紧贴性;当然该方案中, 冷凝器传热效率不是很高, 但系统运行安全, 安装简便, 具有成本优势。

目前, 家用热泵热水机的开发还处于初级阶段, 还存在以下几个需要完善的方面: (1) 空气源热泵热水机在低温下制热水效率不高的问题。 (2) 循环加热式热泵热水机在低温下的防冻结问题。 (3) 水箱设计不佳导致的水箱有效容积率 (水箱放出的有效热水与水箱容积之比) 低的问题。 (4) 静态加热式热泵热水机水箱内温度梯度大的问题。 (5) 静态加热式热泵热水机存在冷媒存积的问题。

参考文献

[1]唐文涛, 罗刚, 王瑞祥, 等.家用空气源热泵热水器实验研究[J].流体机械, 2005, 33 (增刊) :53-56.

[2]黄逊青.家用空气源热泵热水器制冷系统安全要求探讨[J].中国制冷学会2005年制冷空调学术年会:332-336.

空气源热泵热水器综合性能研究 第2篇

【摘 要】空气源热泵热水器是一种新型的热水器，具有节能、环保的特点，但它也存在着受环境温度影响较大和系统效率不高、运行不稳定等问题。为了更好的检验空气源热泵热水器综合性能和优化系统，本文结合具体实验，就空气源热泵热水器综合性能进行了研究，找到了影响空气源热泵热水器运行性能的因素，为空气源热泵热水器的优化提供了依据。

【关键词】空气源热泵热水器；不同环境温度；性能；影响因素

【中图分类号】TM925.32【文献标识码】 A【文章编号】1672-5158（2013）07-0026-02

随着全球能量消耗的不断增加，节能已成为全球面临的问题，在这种环境下，空气源热泵热水器作为一种节能设备得到了广泛应用。空气源热泵热水器也称 “热泵热水器”“空气能热水器”等。空气源热泵热水器中的热泵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。这种空气源热泵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。空气源热泵热水器的初期投资是煤气、天然气、电热水器的三至五倍，但其日常运行成本较低。

空气源热泵热水器由压缩机、蒸发器、热力膨胀阀（或其他节流机构）、冷凝器、水箱以及控制器等部件组成，如图1所示。

基于空气源热泵热水器性能优化，系统研究了制冷剂充注量、冷凝盘管长度、水箱容积、膨胀阀开度和水箱设定温度等对热泵热水器性能的影响。分析了电子膨胀阀开度对热泵热水器性能的影响，建立了热泵热水器的动态性能数值模型，指出在不同加热时段切换膨胀阀开度可以实现系统性能的提高。Farouk Fardoun等建立了空气源热泵热水器系统的准动态模型用以预测系统动态运行特性。

目前热泵热水器多采用制冷工质R22，但随着环保要求的不断提高，热泵热水器面临着制冷剂的替代问题。当环境温度比较适度并且冷凝温度不是很高时，R22制冷剂有很好的热力性能。但是当热泵系统在高温环境中运行时，压缩机排气温度和排气压力都将被很大程度提高，严重影响了热泵系统的安全性；VinceC.Mei等研究了用R407C替代R22在热泵热水器中的应用，结果表明采用R407C的热泵热水器热水加热功率明显高于R22系统，但R407C系统的耗能也有所增加，使得输出高水温时系统COP低于R22系统的。而工质R134a的特性使得其更有利于热泵热水器的安全可靠运行。因此笔者选用R134a作为热泵工质，对热泵热水器的系统性能进行实验和仿真研究，以期对其今后的发展提供可行的优化措施。

1 热泵热水器实验装置

空气源热泵热水器的运行性能实验在焓差试验室内进行的。本实验样机采用NPS—KD50/150型一体式静态加热式空气源热泵热水器，制冷剂采用R134a，水箱标定容量为150L。压缩机采用三菱电机（广州）滚动转子式压缩机，型号为RB174GHAC，额定转速是2860/3400r/min（50/60Hz），理论排气量为17.4cm，单汽缸，输入功率850W；蒸发器采用风冷式平直翅片管换热器，4个支路，3排管布置，冷凝器的冷凝盘管环绕布置在水箱内胆外壁上，管长为4.6×104mm，节流机构选择热力膨胀阀。

2 实验结果分析

3种工况下均将水箱中的水从15℃加热到55℃时停止测试。从图2可以看出，环境温度一定时，压缩机的吸气压力和排气压力均随时间的增加而不断增大，但排气压力增大的速度要比吸气压力快得多，导致压缩机的压比不断增加，压缩机消耗功率不断增大。

图3所示分别为不同环境温度下系统制热量和COP的变化情况，系统的制热量和COP变化呈现相似的趋势。从图3可以看出，系统平均C0P随着环境温度的升高不断增加，主要原因在于随着环境温度的升高，系统蒸发温度会不断提高，制冷剂从空气中吸入的热量迅速增加，而压缩机的平均消耗功率变化不大，从而使得系统C0P得到提高。

通过以上分析可以发现，环境温度对空气源热泵热水器的性能有很大的影响，热泵热水器在高中温工况可以较高效率运行，但存在压缩机过载的可能；而在低温下运行时其工作性能降低且不稳定。空气源热泵热水器在严寒或寒冷地区的节能效果不明显。

3 热泵热水器仿真与影响因素分析

为了分析R134a空气源热泵热水器的特性，分别对热泵系统各个部件建立数学模型，其中压缩机和膨胀阀采用集总参数模型，蒸发器采用分布参数模型，冷凝盘管和水箱被看作螺旋套管换热器，建立集总参数模型，制冷剂分为单相区和两相区，分别选用不同的经验关联式计算换热系数，管内蒸发换热系数采用RinYun准则关联式计算，管内冷凝换热系数采用YuandKoymaa准则关联式计算，蒸发换热过程两相流压降采用Hara—guchi准则关联式计算，空气侧换热系数采用WangC.C.准则关联式计算。将压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀数学模型通过质量、能量和动量的耦合关系联立起来求解。具体流程可参考董玉军对空气源热泵冷热水机组性能的仿真过程。

以名义工况为例，用仿真模型结果与实验数据结果进行比较。从中可以看出大部分仿真值与实验值接近，误差都在10以内，这表明所建立的空气源热泵热水器的仿真程序中所选用的换热关联式比较合理，程序的精度可以满足设计要求。在系统仿真研究系统性能的影响因素时，需要选取一个基准条件。笔者所选取的具体参数是：制冷剂R134a，室外干球温度20℃，室外湿球温度15℃，蒸发器风机风速2.3m/s，水箱进水温度15℃，冷凝器换热面积0.2m。，蒸发器过热度5℃，冷凝器过冷度10℃。仿真主要研究不同参数对系统性能的影响。

3.1蒸发器入口空气流速对系统性能的影响

在研究空气流速对系统性能的影响时，选取了7个不同的空气流速，分别是：1.5m/s，2.0m/S，3.0m/s，4.0m/s，5.0m/s，6.0m/s，7.0m/s。

从中可以看出，水箱吸热量和压缩机输入功率都随着空气流速的增加而呈增大的趋势，当空气流速大于3m/s后，功率和吸热量的变化趋于平稳。这是因为开始随着蒸发器入口空气流速的增加，蒸发器的进空气量增大，蒸发器的换热效果得到提高，系统的制热量增大；但随着空气流速继续增加，过热度过大减少了蒸发器的有效换热面积，且无效过热增大压缩机吸气比容，减小压缩机制冷剂流量，系统性能逐渐趋于稳定。同时，过高的吸气温度影响压缩机的使用寿命。综合考虑，系统存在一个最佳空气流量。空气流量的增加必定会提高系统开发和运行的成本，因此在选择风机时需要特别注意风机的空气流速和空气流量的选取。

3.2 制冷剂流量对系统性能的影响

在研究制冷剂流量对系统性能的影响时，选取了8种不同的流量，分别是：10g/s，11g/s，12g/s，13g/s，14g/s，15g/s，16g/s和17g/s，。

从中可以看出，压缩机输入功率随制冷剂流量的增加不断增大，而水箱吸热量在质量流量较小时，随着制冷剂流量的增加不断增大，但随着制冷剂流量的继续增加，水箱吸热量的变化趋于稳定。这是因为，小流量时，随着制冷剂流量的增加，换热管内换热系数增大，蒸发器和冷凝盘管的换热量增大，但随着制冷剂流量的继续增大，过大的制冷剂流量不能保证合适的过热度和制冷剂压降，系统性能逐渐趋于稳定，从而使得系统的COP呈现先升高后降低的趋势，即制冷剂流量存在最佳值，使热泵热水器的性能系数达到最高，在本模拟中使COP达到最大的制冷剂质量流量在14～15g/s范围内。

4 结束语

总之，随着我国对节能政策的进一步落实，空气源热泵热水器必将得到快速的发展。通过优化系统提高运行性能，进一步完善空气源热泵热水器性能，不断降低成本，将有效促进空气源热泵热水器市场占有率的提高，达到节能环保、提高人们生活水平的目的。因此，本文对空气源热泵热水器综合性能的研究具有一定的现实意义。

参考文献

[1] 周建勋.基于空气源热泵的热水器性能提高对策研究[J].科技风， 2011年 第7期

热泵热水机 第3篇

关键词：土壤热平衡,地源热泵热水机,空气源热泵热水机

0 引言

地源热泵系统作为一种高效的供暖、供冷、供热水系统, 得到人们的广泛共识。近年来, 随着能源和环境问题的日益突出, 地源热泵的研究和应用发展得更加迅速, 全球范围内地源热泵的装机容量连续增长, 年增长率达10%~30%, 且应用范围日益扩大。2005年后, 随着我国对可再生能源应用与节能减排工作的不断加强, 《可再生能源法》、《节约能源法》等法律法规的相继颁布和修订, 外加财政部、建设部两部委《建设部、财政部关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》的逐步实施, 更是奠定了地源热泵在我国建筑节能与可再生能源利用中的突出地位, 各省市陆续出台相关的地方政策, 设备厂家不断增多, 有影响力的大型工程不断出现, 地源热泵系统应用进入了爆发式的快速发展阶段[1]。

地源热泵系统应用通常以冷暖系统居多, 即利用地下浅层地热资源 (也称地能, 包括地下水、土壤或地表水等) 的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源, 即在冬季, 把地能中的热量“取”出来, 提高温度后, 供给室内采暖;夏季, 把室内的热量取出来, 释放到地能中去。

地源热泵系统应遵循的一个基本原则是:向地下“排热量”必须与“取热量”相平衡。如果地源热泵年运行的吸排热不平衡, 这会导致热或者冷的堆积, 引起系统性能下降。针对地源热泵单纯制热水项目, 全年都需要吸取地下热量, 而没有向地下排放热量, 显然是违背“冷热平衡”原则的, 会导致地下土壤温度逐年降低, 使用地源热泵热水系统耗电量会逐年增加, 直至因水温过低无法使用。所以, 地源热泵热水机用于单纯制热水的方式是否合理, 是一个值得商榷的课题。

1 土壤热平衡问题的产生

地源热泵系统并不是一种地热利用系统, 它只是将地下含水层、土坡、岩石、卵石及深层地表水作为热泵吸排热的蓄热体。从地质构造上来讲, 地下30~300 m间的地层是一个受太阳照射与气温影响和地核导热与对流影响的恒温层, 这个恒温层的温度与当地全年平均气温有很好的相关性, 但完全不受当地四季气温变化的影响。并且, 由于地壳的导热系数小, 热容量大, 短期内此恒温带的温度恢复不可能由地表太阳照射或深层地热资源来补充。而一般情况下, 地埋管换热器与扩散半径范围内的土壤换热过程中, 夏季累计向土壤的放热量与冬季从土壤的取热量一般并不一致, 加之地源热泵有很强的地域性, 恒温层作为热泵热源和热汇的蓄热体, 这就要求地埋管与扩散半径内土壤的换热要满足地源热泵在一个运行周期内 (一年) , 其吸排热差值不能超过土壤固有的散热能力, 否则将造成其温度不断偏离初始温度, 并导致水温度随之变化和系统运行效率逐年下降, 出现地埋管地源热泵热失衡问题[2]。

2 土壤热平衡问题的危害

2.1 热平衡问题对热泵运行的影响

根据建筑热工我国可分为5个区:严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。由于巨大的地域差异, 使得大部分地区的建筑物在一年之中的冷、热负荷相差甚大。而近年来地埋管地源热泵系统的数量和规模不断增加, 形式多采用在一定区域密集布置的竖直单U甚至双U型地埋管换热群, 近年来还出现了利用建筑物地基内的工程桩或灌注桩密集布置地埋管换热器群的新方式, 这些密集型竖直埋管的方式虽然能较好地适应中国地少人多的国情, 但也带来地埋管换热器布置范围内的土壤热失衡问题, 此问题已引起各方关注, 担心长期运行效果越来越差。热平衡问题对热泵长期运行特性有明显影响, 由于土壤热阻高于管内对流热阻和管壁的热阻, 加上持续运行后地埋管温度波的叠加使土壤温度恢复时间增长, 出现冷却水温度升高 (降低) 和系统效率下降, 土壤温度持续改变, 此后地埋管地源热泵的持久运行特性将变差。地埋管换热器型式地源热泵周期运行后的土壤温度出现上升和下降是土壤热量收支失衡的两种后果, 都对系统持续稳定运行不利。马宏权等对武汉市民用住宅地埋管地源热泵项目实测了3个季度。发现该项目运行一年后土壤温度有明显升高, 各层土壤的温升为1.5~2℃, 这种趋势可导致多年后地埋管地源热泵系统的冬季制热效率稍有提升但夏季制冷效率明显下降[2]。

2.2 热平衡问题对生态环境的影响

地埋管地源热泵热平衡导致的土壤温度变化, 不但影响地埋管换热器性能, 对热泵的稳定运行产生影响, 使其效率降低甚至无法正常运行, 而且地源热泵长期运行造成的热堆积改变土壤温度, 对土壤的性质产生影响并危及到土壤的生态环境。土壤温度不仅影响植物生长、发育、繁殖, 还是土壤形成和发育的重要因素。它影响到土壤中有机质和N、P、K素的积累、土壤导电性、土壤水分状况等。土壤温度升高也会影响植物根系活动, 从而影响其对营养元素的吸收, 还可能影响其中的微生物等分解者的活动, 一般而言, 可能加速死亡地被物的分解, 但也可能改变诸如动物等的种类与数量而发生部分物质难以降解, 最终影响整个区域生态环境的变化[2]。

3 热平衡问题的解决方法

3.1 机组间歇运行, 保证足够地温自然恢复过程

从地源热泵应用情况来看, 北欧国家主要偏重于冬季采暖, 这样也存在“用地下埋管吸取土壤热量, 经热泵仅用来采暖”之做法, 显然也是违背“冷热平衡”原则的。而它之所以得以应用, 是因为被取热的土壤, 经非采暖季节长期的自然恢复过程, 土壤温度又回复至常态, 以瑞典气候为例, 其采暖期为:从12月开始到第2年的3月底, 计4个月左右。也就是当使用地埋管取热, 经热泵采暖, 其土壤温度自然恢复期为8个月左右。

因此, 应用这一道理, 如果在土壤源 (地下埋管) 热泵系统配置与使用上, 即地埋管数量、深度、间距等, 以及热泵运行与自然恢复在时间上有适当比例, 它是有可能突破的, 其意义极大。

针对地源热泵热水机在单纯制热水项目上的应用特点, 全年都需要吸收热量, 并不存在类似热泵采暖系统的“非采暖季节”, 所以如何保证热泵运行与自然恢复在时间上的适当比例, 是一个极具挑战性的课题。

据文献[3]介绍, 广西大学东校园13号学生公寓即采用类似地源热泵热水机单纯制热水系统, 热水系统于2005年11月投入使用, 采用垂直U形地埋管的土壤源热泵热水系统。系统供热设计容量为供应量的1.5倍以上, 设备每天运行时间为15 h左右, 其余时间用于地温自然恢复。所以在土壤源热泵热水系统中, 土壤换热器与热泵机组合理匹配的设计尤其重要, 要根据土壤热物性、地下水渗流速度、埋管形式、管材导热系数等决定埋管长度。因为制热水是常年取热状态, 要有足够的换热管长, 保证大地温度场达到平衡, 并且设计机组功率需适当加大, 增大蓄热容量, 使机组间歇运行, 每天实际运行时间为全天时间的2/3左右, 可使大地温度场得以有效恢复, 避免过度取热造成效率下降, 或机组热源侧温差不足, 反复出现机组保护停机现象。

但文献[4]对以上观点也提出了质疑, 当地源热泵系统在冬季供热时, 如何解释其“浅层地热能”的补充来源?如果地源热泵系统经过冬季4个月连续从地下取热供暖后, 使当地地下一大片浅层的土壤、砂石、卵石与含水层的温度从原来的平均15℃降低到了平均10℃, 如果不利用地源热泵系统进行夏季放热供冷, 单纯地让这部分地层经过8个月的“休养生息”后, 请问它能从平均10℃自然地恢复上升到平均15℃吗?

所以采用间歇运行方式, 能否保证地温的热平衡, 仍有很大争议, 必须认真先做试验, 在当地挖掘地沟、测定土壤物性、埋入PE管, 并安装热泵热水器, 运行、检测, 取得一定数据, 再扩大为整套系统。否则是有可能造成第一年还可以, 之后越来越不行, 最后成了一堆废品的事故。

3.2 采用空调—热水冷热联供系统, 保证吸排热量平衡

如果采用空调—热水冷热联供系统, 夏季空调制冷时向地下排放热量, 冬季空调采暖和全年制热水时从地下水吸收热量, 当一个周期内从地下累计取热量和向地下累计放热量相等时, 则不需要另外设置任何其他辅助冷热源。对存在冬夏两季从土壤中吸排热不平衡的地区, 应对地源热泵系统辅以其他冷热源。在北方地区, 冬季辅以锅炉或者太阳能集热器来平衡埋管换热器需要多向土壤吸取的热量。而南方地区, 为了平衡夏季向土壤排热量, 可以采用辅助冷却塔散热、利用建筑周围的景观喷泉或者地表水来消除峰值负荷。

所以在选用地源热泵热水系统时, 合理的方式是与中央空调设计成一个联合供应系统, 并辅以其他辅助冷热源, 以解决土壤热平衡问题。文献[3]介绍的广西大学行健文理学院学生公寓热水—食堂空调冷热联供的地源热泵系统, 以及广西南宁建兴苑小区生活热水和广西建设大厦中央空调耦合地源热泵冷热联供系统都是采用这种方法来解决土壤热平衡问题的。

3.3 采用水平埋管方式, 加快地温恢复速度

如图1所示, 相对于垂直埋管方式, 水平埋管需占用更大的地面面积, 但水平埋管离地面较近, 处于土壤的“变温带”, 该带土壤在太阳的辐射、大气的传导与对流、上下层土壤间的传导, 以及地下水的传导与对流作用下, 可将某一时段失去的热量, 再从太阳那里获得, 让土壤温度恢复至该土壤的自然状态, 不对生态环境造成影响。

所以采用水平埋管方式, 比采用垂直埋管方式, 更适合用于单纯制热水项目, 但由于需要占用更大的地面面积, 其应用也受到诸多限制。

4 地源热泵热水系统与空气源热泵热水系统对比

与地源热泵热水系统相比, 空气源热泵热水系统的“热源”与“热汇”是室外空气, 室外空气与外界热量交换非常迅速, 所以不存在地源热泵类似的需要热平衡问题。但由于室外空气的温度, 不但有一年四季的变化, 而且还有昼夜的变化, 其制热量的输出会随环境温度的变化而变化, 在冬季随着室外气温变冷, 其制热量与能效比是逐渐降低的, 而且当气温降低到一定程度后, 空气源热泵还需要进行化霜操作, 其制热量进一步恶化, 所以越是寒冷地区, 空气源热泵热水系统受环境温度变化影响越大, 而地源热泵热水系统在稳定性方面优势越明显。

但是, 针对在夏热冬暖地区的使用, 由于冬季气温并不太低, 最冷月平均温度>10℃, 此时空气源热泵热水系统受环境温度变化影响并不明显, 同时, 由于空气源热泵热水系统不存在土壤热平衡的难题, 而且在工程投资、系统可靠性等方面更有优势, 所以在夏热冬暖地区, 如果是单纯制热水项目, 采用空气源热泵热水系统更为合理。

4.1 系统示意

地源热泵热水系统根据所用热能资源的不同, 分为地下水循环式、地埋管式和地表水式等多种形式, 而空气源热泵热水系统直接从空气吸收热量, 其系统示意如图2~图5所示。

其中, 地下水循环式适合在地下水丰富、含水层较浅的地区使用。地埋管式, 通常分为水平埋管和垂直埋管两种方式, 前者适合在土地面积较大且地下水位较高的地区, 后者适合于土壤面积有限, 水位较深的地区, 不受地下水开采影响, 以及开采权的制约, 为商业用途中最为常见的系统形式。地表水式, 适合在地表水资源丰富的地区使用, 是初投资较低的一种方式。而空气源热能方式, 则没有诸多限制, 适用性更强。

4.2 系统初投资比较

地源热泵热水系统初投资高, 因为地下钻孔埋管和打井都需要高额的工程建设费, 尤其是在现场水文地质条件恶劣的情况下更为突出, 在一些工程中, 其地下钻孔埋管或者打井费甚至和地上热泵系统的建设费用相接近, 占整个系统初投资的50%以上。而空气源热泵热水系统则无需考虑地下钻孔埋管和打井费用, 大大节省了初投资费用。

4.3 系统运行费用比较

夏季气温高, 冬季气温低, 而地下土壤或地下水温度则全年较为平缓, 在夏热冬暖地区, 夏季及过渡季节, 空气温度要比地下土壤或地下水温度要高, 此时采用空气源热泵制热水效率更高。即使到了冬季, 由于夏热冬暖地区空气温度只是略低于地下土壤或地下水温度, 采用空气源制热水效率也只略低, 而且使用地源热泵热水系统需要额外增加地源侧水泵功耗, 全年综合计算, 实际效率两者相差不多。

以广西地区某个项目计算为例, 采用挖掘取水井和回灌井, 全年从地下水吸收热量, 制取生活热水, 根据气候条件, 地下水水温约18~20℃, 经过板式换热器后进机器水温约13~15℃。地源热泵主机COP值约4.7, 再算上热水泵、水源水泵、潜水泵3个水泵的功耗后, 实际系统综合能效比COP值约3.9。

如采用空气源热泵方式, 根据使用当地气候参数, 按月平均气温如表1所示。

按年平均气温20.5℃计算, 主机COP值约4.2, 再算上热水泵功耗后, 实际系统综合能效比COP值约3.9, 与使用水源热泵系统基本相同。所以在夏热冬暖地区, 采用空气源热泵热水系统与采用地源热泵热水系统节能效果基本是一致的。

4.4 系统运行可靠性及管理维护成本比较

由于地源热泵热水系统相对复杂, 水泵多, 水源水侧防冻要求高, 增加了故障几率, 而且冬季水温降低后, 或者因水源侧水泵故障, 水源水流量减少, 存在结冰爆管隐患, 一旦爆管, 整个系统将报废。所以地源热泵系统往往需要专人管理。而空气源热泵热水系统, 水泵等运转部件少, 无结冰爆管隐患, 可实现无人化管理, 管理维护成本低。

5 结语

地源热泵系统是一种高效的供暖、供冷、供热水系统, 但该系统不是一种万能的系统, 应该根据实际情况来确定是否采用。针对在夏热冬暖地区单纯制热水项目, 无论是从经济学角度还是从技术性角度方面考虑, 采用空气源热泵热水系统不失为一种更合理的选择。

参考文献

[1]蒋能照, 刘道平.水源·地源·水环热泵空调技术及应用[M].北京:机械工业出版社, 2007:12-25.

[2]马福一, 刘业凤.地埋管地源热泵系统的热平衡问题分析[C].中国制冷学会2009年学术年会论文集, 2009:875-879.

[3]徐伟, 中国地源热泵发展研究报告 (2008) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2008:258-266.

热泵热水机 第4篇

宁波德贝里克电器有限公司执行总经理高云程在致辞中介绍, 德贝里克是由美国家电行业专业投资公司与宁波宏都投资集团合资组建的一家中美合资家电企业, 成立于2001年, 注册资金为2 000万元人民币, 总投资额达到3亿元人民币, 并兴建了10万m2的现代化生产厂房, 并依托衡山集团家用空调器产品的设计研发、模具设计制造、钣金件、塑料件、电器件等自我配套的资源优势。其目前已形成了年产各类空调器100万套的生产能力, 并拥有3大支柱性产品:空调产品、休闲产品 (制冰机、房车配套设备等) 以及热泵产品, 而且德贝里克的这3大支柱性产品基本已经覆盖了所有的家用和商用领域。家用机产品包括分体机、一体机、空调型热泵热水机。商用机包括单源机、双源机、泳池专用机、地暖专用机以及三维一体机的8大类50多个规格型号的产品, 产品组合阵容十分强大。

马建议总监在会议主题发言中介绍, 热泵热水器产品将是德贝里克电器今后一个时期主要的发展方向。目前, 德贝里克已经上市的热泵热水产品主要可以分为2大部分, 第一为家用机 (其包括了4大系列16个型号) , 其中的主打产品为温泉系列和双子星系列 (2006年推出, 在制热水时同时可以享受冷气) , 经过几年的市场推广和用户反馈, 各项技术已经十分成熟, 而2008年新推出的净水芯系列则拥有着德贝里克的专利水箱, 经过该水箱的水仍然可以直接饮用, 而灵智一体机是目前空气源产品中安装最为方便的一款产品, 对于以后的热泵市场将会带来一定的冲击。第二为商用机, 目前已经在市场上销售的商用机产品主要有以下几大系列:劲霸商用机系列、双源商用机系列、地暖专用机系列、三合一多功能系列以及泳池专用系列。最具看点的是拥有德贝里克专利水箱的净水芯系列家用机, 其与普通热泵水箱相比体现出了巨大的优势:其一, 专利水箱内的存储热水与进来的冷水仅起热交换作用, 二者不直接接触, 所以出来的热水是“活”水, 不可能发生二次污染以及细菌滋生, 使水质保持新鲜、健康;其二, 冷水从铜热交换器一端进从另一端出, 加热水箱不需要承压, 但出来的热水仍是有自来水压力, 达到无压加热、有压供水, 水箱内胆损坏的概率极小。

马建议总监在介绍推广策略时指出, 得贝里克将采取“288模式”确保商家利润空间, 实现厂商共赢的目的。“288模式”具体而言就是8大保障、8大支持, “2”则是指德贝里克对经销商在精神和物质方面的两大支持。其中8大保障是德贝里克对经销商的一个承诺, 分别是在品牌、研发、产品、生产、价格、政策、团队、服务方面的保障, 而8大支持则是德贝里克在销售过程中对于经销商能提供的所有支持, 分别为广告、物料、物流、价格、促销、培训、售后、返利。在8大保障中, 德贝里克还对于其“服务”又给出了一个全新的诠释。淘汰旧“三包”, 即包修、包退、包换, 推进新“三保”, 即保证产品质量 (多配零配件型号、数量) 、保证技术培训 (一年至少2～3次集中培训) 、保证结算售后费用 (设立安装费、维修费制度) , 为德贝里克空气源热水器出击市场的有力武器。

浅议空气源热泵热水器 第5篇

1 传统热水器现状分析

燃气热水器,在使用时要消耗氧气并排出大量的废气,废气中除了二氧化碳以外,还有不完全燃烧的产物一氧化碳,如果使用时关闭门窗,通风不良,一氧化碳会增加,严重时会发生中毒事故。

电热水器,对电能浪费大。最新型的电热水器内置了阳极镁棒除垢装置,解决了该产品容易结垢的问题,但阳极镁棒须两年更换一次,给保养带来了麻烦。同时注意电热水器漏电,虽然电热水器上装有漏电保护,但使用电热水器时触电事故也时有发生。

太阳能热水器,受天气及季节的影响较大,需要增加辅电加热设备。安装较复杂,如安装不当,会影响住房的外观、质量及城市的市容市貌。维护较麻烦,因太阳能热水器安装在室外,因此相对于电热水器和燃气热水器比较难维护。底层用户使用时,需长时间放冷水,浪费水资源。

2 空气源热泵热水器

2.1 空气源热泵热水器工作原理

在自然界中,水总由高处流向低处,热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现水由低处向高处流动,热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置,热泵的作用是从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体),其工作原理与制冷机相同,都是按照逆卡诺循环工作的,所不同的只是工作温度范围不一样。一台压缩式热泵装置,主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成,通过让工质不断完成蒸发(吸取环境中的热量)→压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程,从而将环境里的热量转移到水中(如图1所示)。热泵在工作时,把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收;

它本身消耗一部分能量,即压缩机耗电QB;通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC,QC=QA+QB,由此可以看出,热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA。因此,采用热泵技术可以节约大量的电能。

2.2 空气源热泵热水器节能分析

现以加热1 t水为例,自来水温按15 ℃,加热至55 ℃,需要约40 195.2 kcal的热量,各种热水器所需费用见表1。

注:所列价格仅为计算参考价,实际价格以各地现行市场价为准。如果热泵用峰谷电,电费更低,每吨热水成本也会降低

热泵热水器与传统热水器的耗能经济比特性显著。与传统太阳能相比,热泵热水器不仅可吸收空气中的热量,还可吸收太阳能。热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后,与水换热,大大提高热效率,充分利用了新能源,是将电热水器和太阳能热水器的各自优点完美的结合于一体的新型热水器。由于太阳能热水器受天气影响显著,因此分配电辅助加热型与配热水锅炉型,其投资年费用与太阳能节能效果相近。

3 空气源热泵热水器市场现状特点

最初国内市场上家用型空气源热泵热水器厂家较多,主要由原来家用空调生产厂家及太阳能生产厂家转型而来。由于国内目前生产的家用型空气源热泵热水器绝大部分是热泵主机加带换热器的贮热水箱(分体式结构),而热泵主机是借用家用分体空调的室外机,可直接从家用空调厂家购买,水箱由专门的水箱厂生产供货,所以对大部分家用型热泵生产销售单位来说,基本上没有太大的门槛就介入了这个行业,也使空气源热泵热水器这样一个本来富有前景的行业在一年多时间内变成一个微利行业。前两年一些热泵厂家不堪承受水箱漏水、铜管结垢、压缩机回油不佳等产品质量难题,已不再生产家用型热泵产品,大大影响了家用热泵行业的健康发展。真正生产商用型空气源热泵热水器的厂家较少,所以中央空调厂家一般不愿意介入或只作为中央空调产品系列的补充。商用型空气源热泵热水器的制造工艺需要专门的人员及严格匹配的系统,专门的焓差实验室进行模拟各种环境工况测试,然后再优化空调系统及控制系统,乃至售后服务工作都必须由专业中央空调厂来完成。由于商用型空气源热泵热水器要求的产热水量大,工作时间较长,对机组的配置方面及稳定性比家用型和中央空调都要高,加上其常规经销商大部分为太阳能及锅炉公司,对热泵产品的了解不像中央空调的经销商那么专业,所以对生产厂家的产品质量要求更高。经过仅几年的发展,商用型热泵热水器的生产已渐渐向中央空调厂家集中。

4 空气源热泵热水器的发展

随着农村城镇化建设进一步加速以及城区旧城改造的开展,新建住宅几乎全部安装了热水器;同时在20世纪80年代中期、90年代初期安装的热水器均面临使用期已到须更新的高峰期。有关专家预测,在今后的十年,中国将有33%的家庭迁入新居,意味着平均每年有260万个以上的家庭需要热水器,家用热水器的市场容量将以两位数增长。空气源热泵因其能利用空气中的能源,且几乎不受空间安装条件的影响,理论上可适用于任何空间,只要解决价位偏高、性能稳定等关键问题,其市场导入期必将大大缩短。当热泵热水器进入市场成长期和成熟期时,将有着广泛的市场空间。我国已于2008年颁布了《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》国家标准,将会更好地引导、规范行业发展,避免打价格战等恶性竞争。今后热泵热水器将朝着环保、节能的方向进一步发展。

5 结语

空气源热泵热水器具有能源效率高、不存在能源消耗过程中的环境污染等优势,在解决了低温制热问题后也是北方地区冬季生活热水或采暖的最佳选择。中国空气源热泵热水器行业起步较晚,短暂的发展过程中尚存在诸多问题。在未来以节能与环保为主题的社会,以及国家政策的支持,空气源热泵热水器一定会大量占据热水器市场。本文对其市场现状和应用前景的分析具有一定的参考意义。

摘要：阐述了传统热水器在某些地方的不足,鉴于此研究了空气源热泵热水器的工作原理及节能情况,论述了空气源热泵热水器的市场现状及发展方向,以期进一步推广空气源热泵热水器的应用。

关键词：空气源,热泵热水器,现状,节能,发展

参考文献

[1]吴业正,韩宝琦.制冷原理及设备[M].西安:西安交通大学出版社,1997.

[2]王伟.空气源热泵热水器双极压缩循环研究[J].暖通空调,2006(9):4-5.

[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4]孔清峰.热泵技术及其应用概述[J].山西建筑,2008,34(25):210-211.

[5]周峰,马国远.空气能热泵热水器的现状及展望[J].节能,2006(7):49-50.

揭秘空气能热泵热水器成本价格 第6篇

虚高的价格阻碍产品发展

提到目前空气能热泵热水器行业的现状, 某家电电器公司相关负责人对业内一些人士持有的“目前空气能热水器推广最大的难点在于消费者认知度不高”的观点不以为然, 一针见血地指出:目前阻碍空气能热泵热水器行业健康发展的最大障碍就是虚高的价格。

据介绍, 空气能热泵热水器是继锅炉、电热、燃气和太阳能之后最新的一代热水器产品, 其能耗只是传统电热水器的1/4、燃气热水器的1/3和太阳能热水器的2/3, 而且由于它在结构上没有电加热元件与水接触, 实现了彻底的水电分离, 与传统的电热水器相比更加安全可靠。但十分可惜的是, 目前该产品年销售总额却只有15亿元左右, 还不到整个热水器市场份额的1%。

造成这种行业尴尬局面的原因, 相关人士认为, 一是众多生产厂家都把空气能热泵热水器视作家电行业的最后一块蛋糕, 在产品出厂作价时加以暴利;二是大多厂家的销售都以商用机组的专业渠道为主, 销售成本和销售利润过高, 整个产销链层层翻番加码, 导致制造成本和终端售价的比例严重失衡甚至畸形。

企业呼吁挤掉泡沫成分

相关人士认为, 无论厂家还是商家, 就目前的家电行业现状而言, 产品利润能有15%, 企业就能够生存, 有30%的利润, 企业日子就过得相当滋润了。我们的整个营销策略和别的同行相反, 就是要在保证厂家、商家有合理利润的前提下, 与传统的销售业态联手, 挤掉虚高的价格泡沫和水分, 同步压缩不合理的利润空间, 以接近普通电热水器的终端销售价格, 将这种在节能、安全性能上占有绝对优势的空气能热泵热水器产品大规模推向市场, 进入到千家万户, 让广大消费者真真正正从中得到实惠。

对于业界和消费者有可能存在的“低价低质”的疑问, 相关人士说, 我们痛斥当前空气能热泵热水器价格虚高并敢于向同行叫板并非凭空捏造, 是经过认真细致的科学测算得出来的。以1 P主机外带60 L水箱的空气热泵热水器为例, 我们的材料成本为1 670元, 出厂价为2 200元, 终端销售价为2 980元/套。即使这样, 厂家也有约15%的利润可图, 而对于商家来说, 每销售出一套至少还有700多元可赚。

专家称应让产品趋于平民化

独具魅力的空气源热泵热水器 第7篇

低碳时代催生新能源家电

在当今的国内家用热水器市场上, 经过了大功率燃气热水器、大功率电热水器、太阳能热水器后, 现在迎来了空气源热泵热水器的新时代。随着商用热泵热水机组在广大学校、医院、部队、宾馆等公共场所的应用推广, 用户认知率已大幅提升。据热泵行业的最新数据显示, 用户的接受度从五年前的1%上升到现在的10%。许多家电行业的知名品牌, 如“格力”、“美的”等, 也纷纷看好这个市场前景, 研制开发出一系列空气源热泵热水器产品, 加入到专业做热泵热水器的行列。此外, 还有业内知名度颇高的“天舒”、“同益”, 以及众多不太知名的企业同样看好热泵市场, 大力推出新品, 带动国内空气源热泵热水器市场的热潮。

众所周知, 热泵是从低温热源吸热送往高温热源的循环设备, 它借助电力做功, 能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能, 提供可被人们使用的高品位热能。空气源热泵热水器就是从空气中汲取热能运行的, 其原理的名称为逆卡诺循环原理。机器借助一小部分电力, 推动机器中的压缩机工作, 蒸发器就能不断从低位热源中吸收能量, 其传热工质 (即冷媒) 吸热汽化压缩后形成高温高压气体, 再通过冷凝器“搬运”到水中释放能量。冷凝后, 工质变成液体经膨胀阀回到蒸发器, 周而复始, 闭合循环, 从而达到制热水的目的。

目前, 国家对空气源热泵热水器尚未出台明确的鼓励政策, 但是国内已有部分省市地区对空气源热泵项目应用方面给予一定的鼓励政策和补贴。如:广州新能源和可再生能源发展规划 (2008年~2020年) 已明确将热泵技术列入规划;重庆和宁波市政府对空气源热泵应用的补贴也有了明确的标准;温州市政府出台了《温州市建筑节能财政专项资金管理暂行办法》, 并明确单个项目补助额不超过50万元;湖南郴州用户凭热泵家用机的销售发票就能领取一定金额的补贴, 等等。

空气源热泵热水器自投放市场以来, 随即得到广大用户的青睐, 特别是在南方地区销量逐年递增。虽然目前空气源热泵热水器的售价偏高, 但其在节能、高效、安全、环保方面的独特优越在热水器市场占有一席之地。

节能环保倍受青睐

在大力提倡节能减排的今天, 高效、节能、环保的空气源热泵热水器愈来愈得到人们的认知, 成为市场的宠儿。其特点主要体现在以下四个方面:

第一, 安全环保。由于空气源热泵热水器不采用电热元件直接加热, 相对电热水器而言, 杜绝了漏电的安全隐患;相对燃气热水器来讲, 没有燃气泄露或一氧化碳中毒之类的安全隐患, 具有更卓越的安全性能。燃气热水器通过燃烧可燃气体加热热水, 同时排放大量的二氧化碳, 二氧化硫等有害废气。空气能热泵只是将周围空气中的热量转移到水中, 完全做到零排放, 对环境几乎不产生影响, 是真正的环保热水器。

第二, 舒适健康。空气能热泵是蓄热式的, 加热功能根据水箱内的温度自动启动, 保证热水24小时充足供应, 因此不会出现燃气热水器那种无法同时满足多个水龙头用热水的问题, 也不会出现电热水器容量小, 多人洗澡需要等待的问题。即开即用热水, 出水量大, 出水温度稳定, 满足你对热水的所有期望。现代社会中, 人的一生平均有超过6 0%的时间是在室内度过的, 这个比例在城市高达80%。因此, 室内的空气质量与人体健康的关系十分密切。空气源热泵热水器春夏秋冬一年四季可以作为室内换气装置, 把室内的粉尘、化学污染物、生物污染物等有害物质排出室外, 使室内补充大量的清新空气, 保持室内空气清新, 既制造了热水, 又创造了一个健康舒适的生活环境

第三, 省钱节能。由于其耗电量只有等量电热水器的四分之一, 即相当于使用同样多的热水, 使用空气源热泵热水器, 电费只需电加热的四分之一。以一个三口之家来计算, 正常热水使用量在2 0 0升/天左右, 用电热水器加热, 电费大约需要4元/天, 而空气能热泵热水器则只需要约1元/天, 一年可以节约1000元左右的电费。它的费用是燃油燃气器的三分之一, 即使是与太阳能相比, 也能节约三分之一的费用。理论上太阳能最为节能, 但是考虑到现实环境中会经常下雨、阴天, 北方冬季需要外加电辅助, 就相当一个电热水器;一般太阳能所使用的真空管极易破碎, 维修麻烦, 使用年限较低, 而质量好的空气源热泵热水器可用10到15年。

第四, 安装方便。家用和商用分体机不受所住楼层影响, 不占用永久性建筑面积, 无需光照, 可广泛安装在屋顶、阳台、地下室等通风场所, 不需架设复杂昂贵的专门管道工程, 布置简便。最近, 家用机市场已出现了立式一体机、壁挂式一体机, 其简洁小巧时尚的外形能和家居环境相协调, 满足了广大用户的需求。

前景看好市场还需规范

目前, 国内热水器市场主力产品主要有三种类型:电热水器、燃气热水器和太阳能热水器。据权威部门对2010年国内热水器市场占有份额的数据, 国内电热水器市场中, 海尔、A·O史密斯、美的分别位居品牌关注排行榜前三名;万和、万家乐领跑燃气热水器市场;太阳能热水器市场, 随着国家家电下乡政策的强力支持, 四季沐歌的市场容量不断扩大。

空气源热泵热水器技术已趋成熟, 但目前市场占有率还较低, 特别是在北方地区, 受气候因素影响, 销售量明显低于南方地区。此外, 国家相应标准尚未出台, 业内企业良莠不齐等因素也影响了空气源热泵热水器快速发展。目前, 国内空气源热泵热水器生产企业只有不到100家, 虽然其中不乏格力、美的等知名企业, 但同时一批有很强专业实力的公司也渐露锋芒。如江苏天舒电器有限公司, 20 03年8月成立, 在行业内属于成立比较早的公司, 在国内率先提出起草《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》国家标准和《家用和类似用途的热泵热水器》国家标准, 并分别在2004年7月及2006年10月主动参与了这两项国家标准的起草工作。在商用领域内素有“质量高的产品看天舒”的美誉。

基于国家对节能减排工作的重视, 以及对新能源领域的大力扶持, 许多厂家对空气源热泵热水器市场的前景充满希望, 纷纷涉足该行业, 迫不急待地想分享热泵热水器市场的“大蛋糕”。生产企业的不断加入, 也随之给市场带来一定的问题和困扰, 有的企业是因为有品牌、渠道;有的企业凭着技术领先, 质量过硬;也有的企业本来就是从事太阳能热水器生产的, 尝试更好的产品生产和推广。除了商用机组市场的继续抢夺, 该类热水器的家电市场正如火如荼地开展起来。

空气源热泵热水器的特点分析 第8篇

空气源热泵与一般空调的原理一样, 遵循逆卡诺循环原理, 有空调的四大件:压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀。压缩机将回流的低压冷媒压缩后, 变成高温高压的气体排出, 高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管, 热量经铜管传导到水箱内, 冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态, 经膨胀阀后进入蒸发器, 由于蒸发器的压力骤然降低, 因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态, 并吸收大量的热量。同时, 在风扇的作用下, 大量的空气流过蒸发器外表面, 空气中的能量被蒸发器吸收, 空气温度迅速降低, 变成冷气排进需要制冷的地方。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机, 进入下一个循环[1]。本文主要介绍其特点及应用。

2 空气源热泵的特点分析

2.1 主要优点

2.1.1 使用安全

由于空气源热泵不使用燃气也不使用电原件直接加热热水, 这样就避免了CO中毒和触电的安全隐患。

2.1.2 经济环保

从初投资的角度来看或许空气源热泵要比普通燃气、电热水器要高。但从后期运行使用方面来看其耗电量只有等量电热水器的1/4, 以一个4口之家来计算, 正常热水使用量在200L/d左右, 用电热水器加热, 电费大约需要4元/d, 而空气源热泵则只需要约1元/d, 一年可以节约1000元左右的电费, 只需2~3年时间便可以收回成本。一般热泵热水器的使用寿命在15年左右。

在追求低碳生活的大环境下, 空气源热泵应运而生。通过将周围空气中的热量转移到水中, 完全做到零排放, 对环境几乎不产生影响, 这点也是燃气热水器无法相比的。

2.1.3 兼有制冷效果

空气源热泵工作原理是逆卡诺循环, 就必然有吸热与放热同时存在, 两个部分是紧密的联系在一起的, 密不可分, 必须同时工作。即在加热热水的同时, 给厨房制冷。或者说在给厨房制冷的同时也在加热热水。这个是最大的优势, 普通热水器 (如电加热, 燃气热水器, 太阳能热水器等) 根本不可能有制冷的功能。如果厨房要额外增加制冷功能, 需要买一台厨房空调。由于厨房有油烟, 是个特殊的环境, 所以厨房空调跟普通空调是不一样的, 价格也要贵很多。

2.2 存在的缺点

2.2.1 不适用于制高温热水

目前在国内热泵热水器主要使用的的冷媒为R22, 在冷凝温度为55℃时, 压缩机排气压力大约在28Pa, 而对于压缩机来说一般的排气压力大约在26~30Pa, 因此压缩机冷凝器的工作温度受到限制, 高温热水的水温也将受到限制。

2.2.2 受环境影响较大

低温环境下运行, 热泵系统的蒸发温度降低, 系统制热性能系数下降。当外界温度降至-10℃以下时, 压缩机压缩比增大, 导致排气温度过高, 超过压缩机的允许温度, 可能导致压缩机启停过于频繁, 影响压缩机的使用寿命。这是导致热泵热水器在南方应用比较广泛而在北方难以被推广的主要原因[2]。

3 亟待解决的问题

目前国内空气源热泵热水器在市场开发、产品研发和行业标准还存在许多问题。这是今后空气源热泵热水器能否在市场得到推广必然面临的问题。

(1) 空气源热泵热水器在技术上面还不是很成熟, 特别是在节能关键的技术上面, 离产业化还有一段距离。据了解, 自2004年开始, 国内商家推出了多款商用和家用空气源热泵热水器, 占据了一定的市场份额, 但市场的拓展举步维艰, 使得大部分公司都是定量生产。因此, 不论政府、企业和市场都应该对环保、节能的空气源热泵热水器加以宣传, 加快产业化进程, 以期待得到更多消费者的青睐。

(2) 空气源热泵热水器工作的温度一般为-10~40℃, 对于外界温度低于-10℃的地区不适合。要解决这个问题, 使其得到更广泛的推广, 这就需要政府和企业给予给多的政策和资金投入到研发当中去。

(3) 由于空气源热泵热水器在国内刚刚起步, 国内相关行业标准缺失, 缺乏一个判断标准。要使空气源热泵热水器健康的发展, 就需指定一套完善的标准, 对产品和施工加以规范和监管, 形成一个良好的氛围[3]。

4 空气源热泵的应用前景

热泵热水机组以清洁再生原料 (空气+电) 为能源, 不产生对人体有害的气体, 同时也减少了温室效应和大气污染。目前, 在我国电力资源短缺的前提下, 采用热泵热水机组制取热水, 即能以最小的电力投入获得最大的供热效益。将热泵热水机组放在建筑物的顶层或室外平台即可工作, 省却了专用锅炉房。在设备结构上真正实现了水、电分离, 确保了用户的安全。空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事, 但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。目前已经应用到宾馆、酒店、写字楼、医院、学校、工厂、家庭、公共浴室、游泳馆、温室、养殖等行业。

参考文献

[1]吴业应, 韩宝琦.制冷原理及设备[M].西安:西安交通大学出版社, 1997.

[2]马路, 张华俊.空气源热泵热水器的发展[J].制冷设备, 2009, 8 (10) .