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空气源热泵浅析

空气源热泵浅析

空气源热泵采用的技术是世界上特别关注的能源替代品,也是煤炭燃烧、锅炉油、热水器耗电后的纯净、绿色、经济的加热方法之一。在欧洲和美国的许多发达国家,空气源热泵作为一种清洁技术已经被广泛使用。它于20世纪末进入中国,具有明显的节能和高效综合优势。节能减排早已成为《纽约时报》进步的主题,节约不可再生能源,实施可操作的低碳是我们的责任。
1.热泵工作理论。
热泵的过程是卡诺循环的相反过程,通过有限的机械能将免费大气中的可再生热能转移到水中。机组以少量电能为初始动力,将制冷剂作为载体,因为它可以继续吸收免费大气中的热能,有效地转化为热量,实现低温热源向高温热源的转移,然后将高品位热能释放到水中,产生生活热水。由于工艺过程不是直接用电加热元件加热,而是消耗1kW机械电能Q1,机组运行,使用制冷剂相变吸收3kW免费空气热能Q2,冷水进入机组,加热成高温热水,获得4kW热量Q3,因此其能效可达到纯电热水器的4倍,大大节省了功耗。
但是热量如何使低温水变成高温水呢?根据热力学定律的第二条,我们知道热量不能自发地从低温传递到高温。众所周知,水总是主动从高到低流动。同样,热量也是自发地从高温物体传递到低温物体,水泵的功能是利用机械能将水从低到高。热泵的功能是利用有限的机械能,从而实现热量从低温物体传递到高温物体。
2.空气源热泵核心部件。
其内部结构包括压缩机、冷凝器、膨胀阀凝器、膨胀阀和蒸发器。其核心部件的工作流程如下:第一,压缩机低压制冷剂压缩机返回,低压制冷剂进入高温高压气体放电;第二,高温高压制冷剂气体通过线圈铜管的外箱,通过铜导电气体的热水箱连续到液体压力;第三,液体制冷剂膨胀阀进入蒸发器体制冷剂迅速蒸发成气体,吸收空气中的大量热量;第四,在风扇的作用下,大量空气通过蒸发器的外表面,空气中的热量被吸收,空气温度下降,迅速进入冷空气回到厨房,然后吸收一定的能量回到压缩机,制冷剂循环到下一个循环。
空气源热泵的工作原理与空调原理有些相似,即逆卡诺原理。压缩机的应用将大量的低温热能吸收到空气中,压缩成高温热能,热能转移到水箱和加热水中。整个过程是一个能量传递的过程,空气中的热量转移到水中。这表明,该过程不是能量转换的过程,也不是通过电加热元件加热水或燃烧的可燃气体加热水。空气源热泵释放的能量交换热水箱利用循环将气体转化为液体,从而在压缩机的工作过程中产生热量,热量从液体制冷剂冷却到室内,热交换管和室内空气交换。
3.空气源热泵的特点。
3.1安全
与电热水器相比,空气源热泵消除了泄漏的安全风险;与燃气热水器相比,无一氧化碳中毒等气体泄漏安全风险,比其他空气源热泵热水器具有更好的安全性能。
3.2舒适
空气源热泵可以利用可再生能源,其加热功能可以根据水箱温度自动开始,热水24小时可以实现足够的供应,不会出现燃气热水器不能同时满足多个水龙头现象,也不会出现小容量电热水器,人们需要等待洗澡。与其他空气源热泵热水器相比,热水充足,可设置水产量和恒定水温,以满足舒适性要求。
3.3省钱
由于空气源热泵的能耗只有能源电热水器的四分之一,相当于产生等量的热水,使用空气源热泵,电动电热水器只有0.25。例如,在一个四口之家,假设正常热水消耗约200升/天,电热水器加热约4元/天,空气能热泵约1元/天,只提供热水项目,家庭每年可节省约1000元。
3.4在厨房冷却。
厨房制冷是空气源热泵的最大优点,因为平均热水器(如电热水器、燃气热水器、太阳能热水器等)同时生产热水,没有制冷功能。如果厨房想要额外的冷却效果,你需要在厨房里买一台空调。由于厨房油烟的特点是一个非常特殊的环境,所以厨房空调的普通空调是不同的,市场上同类产品的价格一般在4000元左右。
3.5绿色环保。
燃气热水器燃烧可燃气体加热,热水产生热水,同时排放大量二氧化碳、二氧化硫等有害气体。但只有空气源热泵将周围空气的热量转移到水中,这个过程完全可以实现零排放,所以几乎不影响环境,是真正的绿色环保热水器。
3.6低碳
正如前面提到的,空气源热泵是逆卡诺原理。它使能量转移到空气中的水不能直接用电加热元件加热。热效率可达到等效系统电热水器的4倍,大大节省了电能消耗。
4.空气源热泵的主要用途和使用方法。
空气源热泵主要采用以下三种方式,目前广泛应用于空气源热泵地板采暖、空气源热泵中央空调、空气源热泵热水器。
4.1空气源热泵地暖。
空气源热泵地板采暖通过压缩机压缩后将空气中的低品位热能转化为高温热能,将水温从原来的低温加热升高到不超过60℃。加热温度升高后的热水作为热介质在专用加热管道中循环。热水管流经地面装饰层,在地面辐射和对流的作用下,地面温度升高,热量逐渐从建筑物表面扩散到整个室内空间。特别是产生的热量分布均匀,没有热风感,有利于保持环境中的水分,提高舒适度,同时提高人体舒适度。因为这个过程可以每天24小时加热,安装方便,埋在地下,不占用室内空间等强大优势,也可以搭配不同的装饰风格,满足家庭和商业的不同需求。
4.2空气源热泵中央空调。
空气源热泵中央空调从室外获得大量免费空气中的热量,然后通过有限、少的机械将热量转移到室内,达到至少个热量的节能效果。由于空气源热泵效率高,无污染物排放,不影响空气环境,空气源热泵为业主和开发商选择使用方便、绿色节能、高效运行的中央空调提供了更好的选择。目前,市场上最先进的涡旋强热技术是采用空气源热泵技术的中央空调。
4.3空气源热泵热水器。
空气源热泵热水器是通过装载在普通热水器中的空气源热泵,不断吸收空气中的低温热量,压缩机压缩后转化为高温热能,以加热水温。与传统的电热水器和燃气热水器完全不同,传统的热水器是通过消耗能源,如燃气和电能获得热能,空气源热水器是通过吸收,转移空气中大量的免费热量来达到加热水的目的,在消耗相同电能的情况下,可以吸收空气中的热量的三倍电能来加热水,克服太阳能热水器雨天不能使用,安装占用大量屋顶空间,增加屋顶结构负荷,影响建筑立面效果等不便,安全性高,节能性高,使用寿命长,无需排放有毒、有害气体等绿色环保优势。空气源热泵热水器具有高效节能的特点。在制造相同热水量的前提下,空气源热水器的消耗成本仅为电热水器的四分之一,甚至高于电辅助太阳能热水器。
空气源热泵作为一种先进的热泵技术,具有使用成本低、操作简单、加热效果好、安全可靠、绿色清洁等多种优点,可以以无处不在的空气中大量免费能量为主要动力,通过有限的电能驱动压缩机运行,实现能量转移,因此空气源热泵享有自然能源搬运工的声誉。与其他需要复杂配置、消耗不可再生能源、释放有毒有害气体的过程相比。

空气源热泵浅析插图