一、空氣源熱泵熱水器基礎知識

1、名稱解釋

空氣源－－熱能來源于空氣中；另外還有 水源、地源等。

空氣能－－空氣不是一種能量，能量的形式有 電能、熱能、太陽能、風能、動能、等等

熱泵－－一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置

2、幾種常見的名稱叫法

國内目前最常見的幾種叫法：空氣源熱水器、空氣源熱泵熱水器、空氣能熱水器、空氣能熱泵熱水器、熱泵熱水器，其中最精确的叫法應是“空氣源熱泵熱器”。

國内的一些行業協會為了統一稱呼，利于這種熱水器在國内的推廣，統一稱為空氣能熱水器，這個叫法雖不太準确，但比較直觀，易于讓消費者理解。

3、發展曆史

追溯其淵源，空氣能熱水器屬于外來術；

1824年，熱泵的理論起源于卡諾發表的關于卡諾循環的論文；

1850年初開爾文提出冷凍裝置可以用于加熱；之後許多科學家及工程師對熱泵進行了長達80年的大量研究。

1924年，空氣源熱泵技術發明，但并未被人們充分認識和應用；

20世紀60年代，世界能源危機爆發，熱泵以其回收低溫廢熱，節約能源的特點，經過改進而登上曆史舞台受到人們的青睐。比如美國，熱泵的産量從1971年的8.2萬套/年增至1976年的30萬套/年，1977年再次增加為50萬套/年，而此時，日本後來居上，年産量超過50萬套。

在歐美大多數發達國家，如澳大利亞、英國、法國、德國、北歐南歐等國家，熱泵産品已經進入了大多數家庭。1998年美國的調查數據顯示，美國約有30%的熱水供應設備采用空氣能熱水機組，到從2001年開始美國每年安裝40萬台空氣能熱水器，并保持每年10%的速度遞增。

2000年我國開始嘗試熱泵在熱水設備上應用；

2002年前後空氣能熱水器引進中國登陸廣東；

2003年我國廣東出現一批專業生産空氣能熱泵熱水器的制造商和銷售商。

二、空氣源熱泵熱水器原理

熱泵技術是基于逆卡諾循環原理實現的。

主要由：壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四個部分組成，工作過程如下：

這樣空氣能熱水器就能不斷吸收空氣中的熱量，并将該部分熱量傳到水側，從而達到加熱熱水的目的.

三、空氣源熱水器産品結構介紹

空氣源熱泵分類

1.按熱源分類

空氣源熱泵：以空氣為低位熱源，從中吸收熱量到高位熱源的裝置。

水源熱泵：以水作為低位熱源，從中吸收熱量到高位熱源的裝置。

地源熱泵：以地下埋管或地下水作為低位熱源，從中吸收熱量到高位熱源的裝置。

泳池機組：專門給泳池恒溫加熱的熱泵機組，一般恒溫為28±2℃。該機組的水換熱器材質采用钛管制作。

空調熱泵：能制冷，制熱，又生産生活熱水裝置（三聯供）。

冷熱水機組：能夠單獨産生冷水和熱水或者同時産生冷熱水的裝置。

空氣源-水源熱泵：可以單獨從空氣和水中吸收熱量或者同時從空氣和水中吸收熱量到高位熱源的裝置。

2.按供熱溫度分類

高溫熱泵（65℃ 以上）

低溫熱泵（60℃ 以下）

3.按加熱方式分類

直熱式:一次性把冷水加熱到設定溫度

循環式:多次循環把冷水加熱到設定溫度

浸泡式:把換熱管直接放在保溫水箱内，冷水加熱到設定溫度

4.按就用領域分，

家用型、商用型。一般認為3P以下的機器家用型，以上是商用型。

5.按結構分：分體式、一體式。

主要是看水箱和主機是否是合在一起的。一體機看起來體積比較小，外觀比較漂亮，但受體積限制，容量做不大，且效率比較低。

6.按工作溫度分：普通（南方）型、低溫（北方）型

普通型一般工作溫度範圍:－5℃－43℃，基本适用長江以南地區。

低溫型一般工作溫度範圍：－15℃－40℃适用長江以北地區。

7.按工作電壓分：單相220V、三相380V

8.按機器出風類型分：頂出風、側（橫）出。

9.按冷媒加熱方式：内盤管，外盤管

四、空氣源熱泵部件功能

1、壓縮機:

它的作用是将蒸發器低溫低壓制冷劑蒸汽吸入，并壓縮到高溫高壓的過熱制冷劑蒸汽，然後排到冷凝器。

壓縮機分類

A、容積式：

（1）活塞式

（2）回轉式：a轉子式b渦旋式c螺杆式

B、離心式

空氣源熱泵熱水器采用轉子式壓縮機與渦旋式壓縮機，家用系列采用轉子式壓縮機，商用系列采用渦旋式壓縮機

（1）超高能效

能效比目前市場最先進的活塞式高壓型還高12％

（2）可靠性

運動部件少，軸向及徑向的谷輪專利柔性設計提供了前所未有的耐液擊和容忍雜質的能力。

（3）内置電機斷路裝置，能有效保護電機免受高溫及高電流損壞．

（4）低噪聲，低排氣脈沖．

（5）内部設計有超高壓洩壓及噴氣增焓設計。

（6）近100％容積，效率帶來超常的制熱能力．

2.翹片式換熱器

翹片形式：開窗式，波紋式，平片式。

表面材料：親水鋁箔，光鋁箔，钛金鋁箔

空氣源熱泵熱水器蒸發器基本上采用平片式親水鋁箔。

低溫低壓液态制冷劑吸熱轉換低溫低壓蒸汽

3.水水冷凝器

（1）螺旋套管式換熱器

大直徑的不鏽鋼無縫鋼管内套一根螺旋銅管,兩者緊密的配合在一塊,銅管裡面走冷卻水,銅管和鋼管之間的螺紋空隙走制冷劑.水與R22逆向流動.

優點：制造簡單，換熱效率高，而且價格便宜。水在銅管中紊流狀态，不易結水垢，防凍能力強，不易堵塞，對水質要求低，性價比高。

缺點：體積較大,不能适用于大功率的機組。

（2）闆式換熱器

由316超低碳不鏽鋼闆片壓制,真空焊接而成.水和制冷劑在薄片中間隔流動,接觸充分,換熱效率高.适用于功率較大的機組 。

優點:結構緊湊，體積小，冷卻水量小，換熱效率高，具有很強的耐腐蝕能力，

缺點：價格較貴，防凍能力差，對水質要求高，容易堵塞。

（3）殼管式換熱器

盤管采用高效翅片管，換熱面積是光管的3.7倍，盤管緊湊的螺旋結構保證冷媒能充分換熱，水路流速均勻。換熱效率高，體積小，不容易堵塞，可以使用于任何機組。

（4）沉浸式盤管冷凝器

由水箱和紫銅管組成.紫銅管繞成盤管形狀.結構簡單.結水垢後不容易清洗.時間久,換熱效率差.紫銅管抗腐蝕性差，有可能導緻盤管洩漏的可能.

（5）泳池钛管換熱器

由钛管和PVC塑料外殼或者不鏽鋼外殼組成最高溫度限制在45℃以下。

特點：具有超強的抗腐蝕能力，能夠抵抗水中的氯離子的侵蝕；很高的傳熱系數和換熱效果。

4. 節流部件

分類：A 毛細管B 熱力膨脹閥C 電子膨脹閥

作用：把從冷凝器出來的高溫高壓制冷劑液體節流降壓後變成低溫低壓的液體，然後排入到蒸發器。

（1）毛細管

毛細管是由一般内徑為0.7-3.2mm，長度0.6-6m,适用于冷凝壓力和蒸發壓力較穩定的小型熱泵裝置；由紫銅管拉制而成，價格低廉。隻适合于某種工況下運行，如果要變工況的話，它就無法調節制冷劑的流量，而且制冷劑的充注量要求比較準确，容易發生髒堵和冰堵。

（2）熱力膨脹閥

分類：内平衡和外平衡兩種。

優點：調控能力比毛細管好，有一定的調節能力。

缺點：由于控制信号是通過感溫包感受蒸發器出口處工質過熱度變化再由感溫介質傳到膜片處，時間滞後較大，控制精度不高，且由于膜片的變形量有限，調節幅度不大，當熱泵的制熱量大範圍調節且控溫精度要求較高時，需采用電子膨脹閥。

（3）電子膨脹閥

它由檢測\控制\執行三部分組成.按驅動方式分為:電磁式膨脹閥和電動式膨脹閥兩類.

A.電子膨脹閥具有很好的雙向流通性能

B.能夠精确控制制冷劑流量

c.電子膨脹閥具有智能化節流、全開、關斷的能力，能夠根據外界的環境溫度進行調節，使機組始終工作在穩定的狀态。

5.其他制冷系統部件

（1）四通閥的功能：能夠使制冷系統在制冷和制熱兩種模式中自由切換 。

(2)風機部件

組成：由單相電容運轉異步電機和風葉組成.

作用：加速空氣從外界吹過蒸發器表面，以提高蒸發器的傳熱效率和散 熱性能。

特點：低轉速，低噪音，大風量。

（3）氣液分離器的功能：把從蒸發器出來的多餘的未蒸發器完的制冷劑液體和氣體分離出來，保證壓縮機吸入的都是氣體。

(4)制冷劑

制冷劑的作用：用于在制冷系統中通過自身的狀态變化來傳遞熱量的工質。簡稱冷媒，俗稱雪種。目前常見的制冷劑種類有：R22，R407C，R417A，R410A，R142b等

6.電控系統

組成：由電路闆、變壓器、控制面闆、信号線、各種溫度傳感器、交流接觸器、熱過載保護器、接線端子、線路組成.

五、空氣源熱泵熱水器選型說明

（一）、 産品選型原則：

A、 以冬天使用條件為主，一般普通型的空氣源熱泵熱水器冬天（－2~－5℃）的産熱量約為正常情況下的65~70%，考慮到還有結霜問題，冬天實際制熱能力約為正常的60%。

B、 宜大不宜小；

C、 根據用水人數、用水時間、主要用水時段、用水方式和用水量等來選擇産品；

D、 根據使用場所和安裝位置選定産品。

E、 根據客戶消費習慣、消費水平和要求選定産品。

（二）、每天總用水量計算基本參照數據:

（三）、 家用産品的選型

型 号 100L 150L 200L 260L 300L 400L 500L

使用人數 2-3人 2-4人 3-5人 4-6人 5-7人 6-8人 7-9人

注：僅供參考選型，不作最終選擇，最終選擇根據實際情況而定。

一.普通商用機組

1.了解客戶的用途，用水方式和要求等。

客戶的用途就是指客戶安裝熱泵是用來幹什麼，是生活熱水，還是工業熱水，還是泳池恒溫，還是桑拿等。

客戶的用水方式就是指客戶使用熱水的方式，生活熱水中有淋浴、桶提。工業熱水和泳池都是恒溫的。

客戶的要求就是是否有水溫的要求，是否要求用什麼機組，是否需要回水，是否有場地的限制和安裝位置 的要求，是樓面工程還是整體工程,是24小時用水還是定時用水等等

2.負荷估算、機組、水泵、水箱選型

A.負荷估算一般根據客戶用途和用水方式來進行，按照相關标準計算，如 果客戶有明确說明的就按照客戶說的計算。如果客戶沒有明确規定的,可以按照下列數值進行選擇.

普通住宅有淋浴設備每人每日85~130L;

高級住宅和别墅每人每110~150L;

集體宿舍每天每日27~38L;

普通旅館、招待所每床每日55~110L;

賓館客房每床每日160~215L;

醫院、療養院、修養所每病床每日65~130L；

公共浴室，有淋浴55~110L；

理發室每顧客每次5~13L；

幼兒園、托兒所每兒童每日16-32L；

體育場運動員淋浴每人每次27L。

負荷估算計算公式:Q=CM△T

其中:C 為水的比熱容,1KCal/kg.℃.

M 為水的質量 kg或L.

△T 為冷水與熱水的溫差（進出水溫差）

B.機組的選型

機型選擇要根據所計算的最冷季節的熱負荷和機組所需要的加熱時間進行确定,大負荷用大功率機組,小負荷用小功率機組.其次就要根據

用水要求,是直熱式還是循環式,機組與水箱的配置等進行選擇.

C.循環水泵和供水泵的選型

循環水泵按照機組的功率和主機和水箱之間的揚程進行選擇,機組的流量可以按照下面公式進行計算:

水泵的流量(m3/h)=機組額定制熱量÷（3～5）

供水泵選型按照用戶每小時最大的用水量和最遠點用水處的揚程和水阻力 損失進行計算，可以近似用下面的公式計算：

供水泵的流量（m3/h）=每個用水點的用水量×同時用水點的數量÷0.95

D.水箱的選型

水箱的選型要根據用水量和建築物所能承受的重量來選擇,為了保溫效果好,一般水箱内膽采用304不鏽鋼,外層采用201不鏽鋼,中間采用聚氨酯發泡保溫。

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