一、空氣源熱泵熱水器基礎(chǔ)知識(shí)

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(yáng)能、風(fēng)能、動(dòng)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(guó)內(nèi)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，其中最精確的叫法應(yīng)是“空氣源熱泵熱器”。

國(guó)內(nèi)的一些行業(yè)協(xié)會(huì)為了統(tǒng)一稱呼，利于這種熱水器在國(guó)內(nèi)的推廣，統(tǒng)一稱為空氣能熱水器，這個(gè)叫法雖不太準(zhǔn)確，但比較直觀，易于讓消費(fèi)者理解。

3、發(fā)展歷史

追溯其淵源，空氣能熱水器屬于外來術(shù)；

1824年，熱泵的理論起源于卡諾發(fā)表的關(guān)于卡諾循環(huán)的論文；

1850年初開爾文提出冷凍裝置可以用于加熱；之后許多科學(xué)家及工程師對(duì)熱泵進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)80年的大量研究。

1924年，空氣源熱泵技術(shù)發(fā)明，但并未被人們充分認(rèn)識(shí)和應(yīng)用；

20世紀(jì)60年代，世界能源危機(jī)爆發(fā)，熱泵以其回收低溫廢熱，節(jié)約能源的特點(diǎn)，經(jīng)過改進(jìn)而登上歷史舞臺(tái)受到人們的青睞。比如美國(guó)，熱泵的產(chǎn)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(shí)，日本后來居上，年產(chǎn)量超過50萬套。

在歐美大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，如澳大利亞、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、北歐南歐等國(guó)家，熱泵產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入了大多數(shù)家庭。1998年美國(guó)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)約有30%的熱水供應(yīng)設(shè)備采用空氣能熱水機(jī)組，到從2001年開始美國(guó)每年安裝40萬臺(tái)空氣能熱水器，并保持每年10%的速度遞增。

2000年我國(guó)開始嘗試熱泵在熱水設(shè)備上應(yīng)用；

2002年前后空氣能熱水器引進(jìn)中國(guó)登陸廣東；

2003年我國(guó)廣東出現(xiàn)一批專業(yè)生產(chǎn)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(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理實(shí)現(xiàn)的。

主要由：壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器四個(gè)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，并將該部分熱量傳到水側(cè)，從而達(dá)到加熱熱水的目的.

三、空氣源熱水器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(jī)組：專門給泳池恒溫加熱的熱泵機(jī)組，一般恒溫為28±2℃。該機(jī)組的水換熱器材質(zhì)采用鈦管制作。

空調(diào)熱泵：能制冷，制熱，又生產(chǎn)生活熱水裝置（ 三聯(lián)供）。

冷熱水機(jī)組：能夠單獨(dú)產(chǎn)生冷水和熱水或者同時(shí)產(chǎn)生冷熱水的裝置。

空氣源-水源熱泵：可以單獨(dú)從空氣和水中吸收熱量或者同時(shí)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?zé)岜茫?5℃以上）

低溫?zé)岜茫?0℃以下）

3.按加熱方式分類

直熱式:一次性把冷水加熱到設(shè)定溫度

循環(huán)式:多次循環(huán)把冷水加熱到設(shè)定溫度

浸泡式:把換熱管直接放在保溫水箱內(nèi)，冷水加熱到設(shè)定溫度

4.按就用領(lǐng)域分，

家用型、商用型。一般認(rèn)為3P以下的機(jī)器家用型，以上是商用型。

5.按結(jié)構(gòu)分：分體式、一體式。

主要是看水箱和主機(jī)是否是合在一起的。一體機(jī)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范圍:－5℃－43℃，基本適用長(zhǎng)江以南地區(qū)。

低溫型一般工作溫度范圍：－15℃－40℃適用長(zhǎng)江以北地區(qū)。

7.按工作電壓分：?jiǎn)蜗?20V、三相380V

8.按機(jī)器出風(fēng)類型分：頂出風(fēng)、側(cè)（橫）出。

9.按冷媒加熱方式：內(nèi)盤管，外盤管

四、空氣源熱泵部件功能

1、壓縮機(jī):

它的作用是將蒸發(fā)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，然后排到冷凝器。

壓縮機(jī)分類

A、容積式：

（1）活塞式

（2）回轉(zhuǎn)式：a轉(zhuǎn)子式b渦旋式c螺桿式

B、離心式

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

（1）超高能效

能效比目前市場(chǎng)最先進(jìn)的活塞式高壓型還高12％

（2）可靠性

運(yùn)動(dòng)部件少，軸向及徑向的谷輪專利柔性設(shè)計(jì)提供了前所未有的耐液擊和容忍雜質(zhì)的能力。

（3）內(nèi)置電機(jī)斷路裝置，能有效保護(hù)電機(jī)免受高溫及高電流損壞．

（4）低噪聲，低排氣脈沖．

（5）內(nèi)部設(shè)計(jì)有超高壓泄壓及噴氣增焓設(shè)計(jì)。

（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，鈦金鋁箔

空氣源熱泵熱水器蒸發(fā)器基本上采用平片式親水鋁箔。

低溫低壓液態(tài)制冷劑吸熱轉(zhuǎn)換低溫低壓蒸汽

3.水水冷凝器

（1）螺旋套管式換熱器

大直徑的不銹鋼無縫鋼管內(nèi)套一根螺旋銅管,兩者緊密的配合在一塊,銅管里面走冷卻水,銅管和鋼管之間的螺紋空隙走制冷劑.水與R22逆向流動(dòng).

優(yōu)點(diǎn)：制造簡(jiǎn)單，換熱效率高，而且價(jià)格便宜。水在銅管中紊流狀態(tài)，不易結(jié) 水垢，防凍能力強(qiáng)，不易堵塞，對(duì)水質(zhì)要求低，性價(jià)比高。

缺點(diǎn)：體積較大,不能適用于大功率的機(jī)組。

（2）板式換熱器

由316超低碳不銹鋼板片壓制,真空焊接而成.水和制冷劑在薄片中間隔流動(dòng),接觸充分,換熱效率高.適用于功率較大的機(jī)組。

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，冷卻水量小，換熱效率高，具有很強(qiáng)的耐腐蝕能力，

缺點(diǎn)：價(jià)格較貴，防凍能力差，對(duì)水質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jī)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.結(jié)水垢后不容易清洗.時(shí)間久,換熱效率差.紫銅管抗腐蝕性差，有可能導(dǎo)致盤管泄漏的可能.

（5）泳池鈦管換熱器

由鈦管和PVC塑料外殼或者不銹鋼外殼組成最高溫度限制在45℃以下。

特點(diǎn)：具有超強(qiáng)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(shù)和換熱效果。

4.節(jié)流部件

分類：A毛細(xì)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(jié)流降壓后變成低溫低壓的液體，然后排入到蒸發(fā)器。

（1）毛細(xì)管

毛細(xì)管是由一般內(nèi)徑為0.7-3.2mm，長(zhǎng)度0.6-6m,適用于冷凝壓力和蒸發(fā)壓力較穩(wěn)定的小型熱泵裝置；由紫銅管拉制而成，價(jià)格低廉。只適合于某種工況下運(yùn)行，如果要變工況的話，它就無法調(diào)節(jié)制冷劑的流量，而且制冷劑的充注量要求比較準(zhǔn)確，容易發(fā)生臟堵和冰堵。

（2）熱力膨脹閥

分類：內(nèi)平衡和外平衡兩種。

優(yōu)點(diǎn)：調(diào)控能力比毛細(xì)管好，有一定的調(diào)節(jié)能力。

缺點(diǎn)：由于控制信號(hào)是通過感溫包感受蒸發(fā)器出口處工質(zhì)過熱度變化再由感溫介質(zhì)傳到膜片處，時(shí)間滯后較大，控制精度不高，且由于膜片的變形量有限，調(diào)節(jié)幅度不大，當(dāng)熱泵的制熱量大范圍調(diào)節(jié)且控溫精度要求較高時(shí)，需采用電子膨脹閥。

（3）電子膨脹閥

它由檢測(cè)控制執(zhí)行三部分組成.按驅(qū)動(dòng)方式分為:電磁式膨脹閥和電動(dòng)式膨脹閥兩類.

A.電子膨脹閥具有很好的雙向流通性能

B.能夠精確控制制冷劑流量

c.電子膨脹閥具有智能化節(jié)流、全開、關(guān)斷的能力，能夠根據(jù)外界的環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使機(jī)組始終工作在穩(wěn)定的狀態(tài)。

5.其他制冷系統(tǒng)部件

（1）四通閥的功能：能夠使制冷系統(tǒng)在制冷和制熱兩種模式中自由切換。

(2)風(fēng)機(jī)部件

組成：由單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)和風(fēng)葉組成.

作用：加速空氣從外界吹過蒸發(fā)器表面，以提高蒸發(fā)器的傳熱效率和散熱性能。

特點(diǎn)：低轉(zhuǎn)速，低噪音，大風(fēng)量。

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

(4)制冷劑

制冷劑的作用：用于在制冷系統(tǒng)中通過自身的狀態(tài)變化來傳遞熱量的工質(zhì)。簡(jiǎn)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(tǒng)

組成：由電路板、變壓器、控制面板、信號(hào)線、各種溫度傳感器、交流接觸器、熱過載保護(hù)器、接線端子、線路組成.

五、空氣源熱泵熱水器選型說明

（一）、產(chǎn)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℃）的產(chǎn)熱量約為正常情況下的65~70%，考慮到還有結(jié)霜問題，冬天實(shí)際制熱能力約為正常的60%。

B、宜大不宜小；

C、根據(jù)用水人數(shù)、用水時(shí)間、主要用水時(shí)段、用水方式和用水量等來選擇產(chǎn)品；

D、根據(jù)使用場(chǎng)所和安裝位置選定產(chǎn)品。

E、根據(jù)客戶消費(fèi)習(xí)慣、消費(fèi)水平和要求選定產(chǎn)品。

（二）、每天總用水量計(jì)算基本參照數(shù)據(jù):

（三）、家用產(chǎn)品的選型

型號(hào)100L 150L 200L 260L 300L 400L 500L

使用人數(shù)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(jù)實(shí)際情況而定。

一.普通商用機(jī)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干什么，是生活熱水，還是工業(yè)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(yè)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，是否要求用什么機(jī)組，是否需要回水，是否有場(chǎng)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(shí)用水還是定時(shí)用水等等

2.負(fù)荷估算、機(jī)組、水泵、水箱選型

A.負(fù)荷估算一般根據(jù)客戶用途和用水方式來進(jìn)行，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，如果客戶有明確說明的就按照客戶說的計(jì)算。如果客戶沒有明確規(guī)定的,可以按照下列數(shù)值進(jìn)行選擇.

普通住宅有淋浴設(shè)備每人每日85~130L;

高級(jí)住宅和別墅每人每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(yī)院、療養(yǎng)院、修養(yǎng)所每病床每日65~130L；

公共浴室，有淋浴55~110L；

理發(fā)室每顧客每次5~13L；

幼兒園、托兒所每?jī)和咳?6-32L；

體育場(chǎng)運(yùn)動(dòng)員淋浴每人每次27L。

負(fù)荷估算計(jì)算公式:Q=CM△T

其中:C為水的比熱容,1KCal/kg.℃.

M為水的質(zhì)量kg或L.

△T為冷水與熱水的溫差（進(jìn)出水溫差）

B.機(jī)組的選型

機(jī)型選擇要根據(jù)所計(jì)算的最冷季節(jié)的熱負(fù)荷和機(jī)組所需要的加熱時(shí)間進(jìn)行確定,大負(fù)荷用大功率機(jī)組,小負(fù)荷用小功率機(jī)組.其次就要根據(jù)

用水要求,是直熱式還是循環(huán)式,機(jī)組與水箱的配置等進(jìn)行選擇.

C.循環(huán)水泵和供水泵的選型

循環(huán)水泵按照機(jī)組的功率和主機(jī)和水箱之間的揚(yáng)程進(jìn)行選擇,機(jī)組的流量可以按照下面公式進(jìn)行計(jì)算:

水泵的流量(m3/h)=機(jī)組額定制熱量÷（3～5）

供水泵選型按照用戶每小時(shí)最大的用水量和最遠(yuǎn)點(diǎn)用水處的揚(yáng)程和水阻力損失進(jìn)行計(jì)算，可以近似用下面的公式計(jì)算：

供水泵的流量（m3/h）=每個(gè)用水點(diǎn)的用水量×同時(shí)用水點(diǎn)的數(shù)量÷0.95

D.水箱的選型

水箱的選型要根據(jù)用水量和建筑物所能承受的重量來選擇,為了保溫效果好,一般水箱內(nèi)膽采用304不銹鋼,外層采用201不銹鋼,中間采用聚氨酯發(fā)泡保溫。

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