空氣源熱泵熱水機(jī)組工作原理及節(jié)能分析

1、空氣源熱泵熱水機(jī)組工作原理及節(jié)能分析、空氣能熱水中心機(jī)組工作原理空氣源熱泵熱水機(jī)組是一種新型、可替代熱水鍋爐的熱水裝置。與傳統(tǒng)太陽(yáng)能相比，空氣能 源熱泵熱水機(jī)組不僅可吸收空氣中的熱量，還可吸收太陽(yáng)能，它是將電熱水器和太陽(yáng)能熱水器的 優(yōu)點(diǎn)完美的結(jié)合于一體的新型熱水器。該產(chǎn)品以制冷劑為媒介，通過(guò)制冷劑狀態(tài)、溫度的變化和 壓縮機(jī)壓縮制取熱量，通過(guò)換熱裝置將熱量傳遞給水，使水的溫度升高來(lái)，升高溫度的水通過(guò)水 循環(huán)系統(tǒng)送入用戶(hù)散熱器進(jìn)行采暖或直接用于衛(wèi)生熱水的供應(yīng)?？諝庠礋釤岜脽崴畽C(jī)組技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來(lái)的一種節(jié)能、 環(huán)保制熱技術(shù)。 空氣源熱泵熱水中機(jī)組系統(tǒng)通過(guò)自然能 （ 空氣蓄熱 ） 獲取

2、低溫?zé)嵩?，?jīng)熱泵系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫?zé)嵩?，用?lái)制取供暖或衛(wèi)生熱水。整個(gè)系統(tǒng)集熱效率較電熱水機(jī)組（鍋爐）、燃油、燃?xì)鉄崴畽C(jī)組有了很大提高?？諝庠礋釤岜脽崴行臋C(jī)組遵循能量守恒定律和熱力學(xué)第二定律，運(yùn)用熱泵的原理，只需要消耗一小部分的機(jī)械功（電能），將處于低溫環(huán)境（大氣）中的熱量轉(zhuǎn)移到水中，去加熱制取高溫的熱水。熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發(fā)地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一臺(tái)水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。同樣，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉(zhuǎn)移（傳送），而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，必須要有一臺(tái)機(jī)器，消耗一部分機(jī)械功（例如電能），才能

3、將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機(jī)器就稱(chēng)之為“熱泵”。熱泵的作用是將空氣中的熱量取出，連同本身所用的電能轉(zhuǎn)變成的熱能，一起送到水中?？諝庠礋岜脽崴畽C(jī)組由壓縮機(jī)、 冷凝器、 蒸發(fā)器和膨脹閥等部件組成。 它運(yùn)用逆卡諾循環(huán)原理，通過(guò)壓縮機(jī)做功使工質(zhì)產(chǎn)生相變（氣態(tài)液態(tài)氣態(tài)），在這種往復(fù)循環(huán)相變的過(guò)程中，通過(guò)蒸發(fā)器不間斷的從環(huán)境吸取熱量，通過(guò)冷凝器（換熱器）不間斷的放出熱量，使冷水逐步升溫，制取的熱水通過(guò)熱水管網(wǎng)循環(huán)裝置輸出到用戶(hù)使用終端?？諝庠礋岜脽崴畽C(jī)組工作原理圖二、空氣源熱泵熱水機(jī)組特點(diǎn)：目前市場(chǎng)上空氣源熱泵熱水機(jī)組大部分屬于技術(shù)成熟產(chǎn)品，壓縮機(jī)一般采用渦旋式或活塞式，也有采用螺桿式的

4、，每臺(tái)機(jī)組一般有單臺(tái)或兩臺(tái)，一般機(jī)組有如下特點(diǎn)：（1）高效節(jié)能：其輸出能量與輸入電能之比即能效比（ COP 一般可達(dá)到3.0以上，而普通電熱水鍋爐的能效比（ COP不大于0.90 ,燃?xì)?、燃油鍋爐的能效比(COP 一般只有0.7 -0.8 ,燃煤鍋爐的能效比(COP更低一般只0.35-0.65(2) 安全有保障： 加熱方式實(shí)現(xiàn)了完全的水電分離，從根本上杜絕了普通熱水器系統(tǒng)中的易燃、易爆、觸電、干燒、煤氣中毒等安全隱患。(3) 環(huán)保： 無(wú)廢水、廢渣、廢熱、廢氣排放，不會(huì)對(duì)大氣和環(huán)境產(chǎn)生任何污染。(4) 安裝方便： 可以安裝在室外空地、天面、陽(yáng)臺(tái)、大型停車(chē)庫(kù)、設(shè)備層等處不需專(zhuān)門(mén)的設(shè)備房。(5) 模

5、塊化控制功能: 可根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需要靈活添加多臺(tái)機(jī)組構(gòu)成的熱水供水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模塊化控制，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)每臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間和投入運(yùn)行的順序，保證每臺(tái)機(jī)組總運(yùn)行時(shí)間一致，整個(gè)熱水供水系統(tǒng)的高效、優(yōu)化運(yùn)行。(6) 操作使用簡(jiǎn)便： 機(jī)組由微電腦控制自動(dòng)運(yùn)行， 根據(jù)水箱水溫和用戶(hù)用水情況， 自動(dòng)啟停， 不需專(zhuān)人值守。(7) 自動(dòng)化霜： 智能柔性除霜， 可以根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件設(shè)定除霜參數(shù)和控制方案， 使除霜更徹底、更靈活、更節(jié)能。(8) 自動(dòng)定時(shí)開(kāi)機(jī)功能： 用戶(hù)可以自己設(shè)定機(jī)組自動(dòng)開(kāi)機(jī)時(shí)間， 從而實(shí)現(xiàn)峰谷用電， 運(yùn)行使用費(fèi)更省。(9) 自動(dòng)防凍功能： 確保機(jī)組在低氣溫環(huán)境條件下水系統(tǒng)不會(huì)被凍裂。(10)

6、 自動(dòng)能量調(diào)節(jié)功能：能依據(jù)模糊控制原理，動(dòng)態(tài)檢測(cè)用戶(hù)負(fù)荷，快速達(dá)到設(shè)定溫度后，保持負(fù)荷動(dòng)態(tài)匹配，平穩(wěn)運(yùn)行；確保機(jī)組夏天高溫環(huán)境條件下不會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷，冬天低氣溫環(huán)境條件下機(jī)組穩(wěn)定保持較高的能效比， 一年四季全天候運(yùn)行， 不受夜晚、 陰天、 雨雪等惡劣天氣的影響。(11) 有叫廣的使用范圍： 特別適用于泳池、桑拿洗浴中心、招待所、學(xué)校、工礦職工洗浴、室內(nèi)泳池水加溫等場(chǎng)所。(12) 質(zhì)量有保障： 關(guān)鍵部件一般選用國(guó)際知名品牌產(chǎn)品，如COPELAN、DSANY、OALCO、 DANFOSS等，質(zhì)量有較好的保障，用壽命在10 年以上。(13) 可 24 小時(shí)提供熱水： 熱泵機(jī)組通常由微電腦控制自動(dòng)運(yùn)行。

7、 根據(jù)水溫和用戶(hù)用水情況自動(dòng)啟停，保證用戶(hù) 24 小時(shí)即開(kāi)水閥即有熱水。三、空氣源熱泵熱水機(jī)組經(jīng)濟(jì)性分析( 一 )不同加熱設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用比較按每日需熱水量10 噸計(jì)算，以溫升40計(jì)算，每日耗熱量為：Qh= Ld （tr-ti） =10000X （55 15）=40 Xl04kcal （Ld=10 噸tr=55Cti=15C）以溫升50計(jì)算，每日耗熱量為4Qh= Ld （tr-ti） =10000X （555）=50 X 10 kcal （Ld=10 噸tr=55Cti=15C）式中Ld 設(shè)計(jì)日熱水用量（L） ；t r 熱水計(jì)算溫度（）；t i 冷水計(jì)算溫度（）；Qh 設(shè)計(jì)日耗熱量（kcai ）

8、；1、如果采用常規(guī)能源產(chǎn)熱水，不考慮其一次性投資，系統(tǒng)運(yùn)行按每年365 天，溫升按40計(jì)：電熱水鍋爐系統(tǒng)：（平電價(jià)格：1.0元/kwh）每度電有效得熱：860kcal/kwh x 90%=774kcal/kwh（電熱水鍋爐效率為 90%每天耗電量：400000kcal /天+ 774 kcal/kwh =516.8kwh / 天每天運(yùn)行費(fèi)用516.8kwhx 1.0元/kwh =516.8元全年費(fèi)用：516.8元/天X 365天/年=188632元/年燃油熱水鍋爐系統(tǒng)：（柴油：5.8元/Kg）1kg柴油有效得熱：10200 kcal/kg x 80%=8160kcal/ Kg （燃油鍋爐熱效率

9、一般為 80% 柴油燃燒 值為 10200 kcal/kg ）每天耗油量：400000kcal /天+ 8160 kcal / Kg =49Kg/ 天每天運(yùn)行費(fèi)用49Kg/天X5.8元/Kg =284元全年費(fèi)用：284元/天X 365天/年=103660元/年燃?xì)鉄崴仩t系統(tǒng)：（液化氣：6.0元/Kg）1kg液化氣有效得熱：10800kcal/kg x 80%=8640 Kg/天（燃?xì)鉄崴仩t效率為 80% ）每天耗油量：400000kcal /天 + 8640kcal / Kg =46.3Kg / 天每天運(yùn)行費(fèi)用46.3Kg/天X 6.0元/Kg =277.8元全年費(fèi)用：277.8元/天X

10、365天/年=101397元/年 2、采用空氣源熱泵熱水機(jī)組后，年運(yùn)行費(fèi)用分析如下：、使用平電（按照1.0元/kwh計(jì)算）：空氣源熱泵熱水機(jī)組每度電有效得熱：860kcal/kwh 乂 3=2580kcal/kwh（空氣源熱泵熱水機(jī)組年平均CO庚3,按3計(jì)算。）每天耗電量：400000kcal / 天+2580kcal/kwh =155.kwh/ 天每天運(yùn)行費(fèi)用155kwhx 1.0元/kwh =155元全年費(fèi)用：155元/天X 365天/年=56575元/年使用谷電： （按0.5元/ kwh計(jì)算）：全年費(fèi)用：155kwhx 0.5元/kwh 乂 365天/年=28288元/年3、費(fèi)用對(duì)比表全年平均每天加熱10噸熱水，溫升40 C ,所需費(fèi)用如下表：加熱設(shè)備電熱水鍋爐燃油鍋爐燃?xì)忮仩t空氣源熱泵熱水 機(jī)組（平電）空氣源熱泵熱 水機(jī)組（谷電）費(fèi)用188632元103660 元101397元56575元28288四 不同加熱設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)比較表供熱方式燃油鍋爐燃?xì)忮仩t電熱水器太陽(yáng)能空氣源熱 泵熱水器使用能源輕柴油液化氣電能太陽(yáng)能電能環(huán)境污染嚴(yán)重不嚴(yán)重?zé)o無(wú)無(wú)安全性能有漏油、爆炸等 隱患有漏氣、爆炸等 隱患有漏電隱 患無(wú)無(wú)系統(tǒng)結(jié)垢有有有有r無(wú)1舒適方便 性比較只能區(qū)域性使用只能區(qū)域性使 用間斷性供 水、需預(yù) 先加熱受天氣影響 較大，真空 管易爆炸供水量 大,連續(xù) 供