---廈門市大赫熱水設備有限公司總工 李英華
隨著我國經濟的飛速發展,能源緊缺以及環境保護問題日益突出,特別近年來,現代人們的生活都在追求高品位,但是沒有熱水的生活不是高品位的生活,現代家庭、賓館、學校、工廠、休閑場所都在安裝熱水設備。選定怎樣的熱水設備?如何獲取熱水?如采用高品位能源(如電、煤氣、柴油等)、直接加熱的傳統方式獲取熱水,這樣不但會給妳帶來安全、消費、環保的煩惱,而且也不符合建設節約型社會的要求。盡可能多的利用天然能源(如太陽能、空氣能等)這些取之不盡、免費能源,方便快捷的獲取熱能制取熱水,這樣既節約能源又保護了環境。
太陽能和空氣能是分散的能源,如何把它們盡可能多地集中起來合理利用。太陽能是依靠太陽真空集熱管來收集熱能,它把太陽光轉化為熱能而被利用。空氣能的收集則是利用載熱體—冷媒這種特殊物質來吸收空氣中的熱能搬運到水中而被利用。
由於太陽能是分散能源,根據用戶熱水用量設計足夠的集熱面積才能達到節能的目的;空氣能同樣是分散能源,它要求能效比COP值越大越節能。
這裏主要對空氣源熱泵的基本知識,原理、核心技術、特點等作簡單介紹,有不當之處請各位專家批評指正。
壹、泵與熱泵的工作原理
1、泵的概念:所謂泵是壹種把分散物質集中並提高其位能的裝置。“熱”不是物質,而是能,“熱”的集中和提高位能必須通過載體來實現,載體就是冷媒。熱泵就是利用少量高品位的電能作為驅動能源,從低溫分散的熱源高效吸收低品位熱能並傳輸給高溫熱源,達到“泵熱”的目的。
2、熱泵的概念:熱泵目前應用最普遍的是蒸汽壓縮式熱泵。這種熱泵系統的工作原理:冷媒在蒸發器內吸熱後蒸發,蒸發成過熱蒸汽進入壓縮機,在壓縮機中經絕熱壓縮變為高溫高壓的氣體,經冷凝器定壓冷凝為低溫高壓液體,液態冷媒經節流為低溫低壓液體,再進入蒸發器定壓吸熱,依次往復循環。熱泵熱水器就是把空氣中熱能搬運到水中將水加熱。
熱泵技術是壹種提高能量品位的技術,它不是能量轉換的過程,所以不受能量轉換效率極限100%的制約,而是遵守逆卡諾原理。其搬運的能量與驅動熱泵的電能之比稱為制熱性能系數又稱為能效比(用COP來表示)。能效比COP值越大越節能。
二、空氣源熱泵的核心技術問題
空氣源熱泵熱水設備的核心技術問題是能效比COP值,考察選定空氣源熱泵熱水設備的重要指標也應是COP值的大小,COP值越大越節能。
1、怎樣才能得到高的能效比COP值:
1)在熱泵整個系統中起關鍵作用的是載熱體冷媒,(它好像汽車拉貨。拉的要多;跑的快;裝卸要快;又省油)這就要求載熱體冷媒除具有制冷劑的性質外,還應具有①單位吸熱量要大、吸放熱要快而多;②蒸發溫度(冷媒的兩態:液態和氣態轉換溫度點)要低(-10?C時仍能吸熱);③在能產生65℃熱水的同時又要求冷媒的臨界壓力要低,低於普通熱泵系統保護壓力2.6MPa,(壓縮機保護壓力2.8MPa)。否則壓力太高對壓縮機不利或使壓縮機進入高壓保護而不能制高溫熱水,甚至壓縮機長時間在高壓下工作而損壞。
2)要求有較大換熱面積的蒸發器,與空氣接觸的表面積越大,在同等條件下能搬運到的熱量就越多,能效比COP值就會越高越節能。
3)熱泵熱水機組中關鍵部件壓縮機,要求壓縮機排氣量、排冷量、能效比、旋轉率等性能指標好,並且要和整個系統及采用的冷媒相匹配,否則冷媒對銅產生腐蝕作用,損壞熱泵系統,豪瓦特.大赫采用美國谷輪壓縮機,再和高效的冷媒,增加了表面積的蒸發器相匹配,所以其能效比COP值高,能效比COP值可達到4.7
4)冷媒必須是環保型:我們委托上海市環境保護產品質量監督檢驗總站對冷媒進行檢測,檢測結果:純度99.99%;水分0.001%;蒸發殘渣0.0012%;消耗臭氧潛能值ODP值小於0.11。
2、和空調的區別:有人說熱泵就是空調的反用,這句話對也不對,它們都是應用逆卡諾原理這是對的,不對的是:
1)使用的溫度範圍不壹樣;空調的調整溫差十幾度,熱泵的溫差30-40度,有時要達到60度,這麽大的溫差範圍就要求兩者不同。
2)由於溫差大,熱量搬運量大,所以選擇運輸工具就是載熱體(冷媒)不同。
3)系統不同:載熱體(冷媒)不同, 運輸工具不同與之匹配的系統就不同。
三、空氣源熱泵熱水系統的優勢
1、熱能來源豐富。太陽的能量是巨大的,取之不盡用之不竭,而且有大部分能量是以地流熱、輻射熱等形式存在於空氣中。特別在中國南方地區環境溫度高,優勢更加明顯。
2、運行費用低。空氣源熱泵熱水系統利用很少的電搬運幾倍的熱量到水中,年節約率可高達70%以上。
3、使用效果好。空氣源熱泵熱水系統采用容積儲熱方式,特別是集中供熱系統采用定溫放水、溫差循環系統後,運行更可靠、節能效果更明顯。
4、環境效益明顯。空氣源熱泵熱水系統無論在制作過程還是在使用過程中,都沒有任何汙染,特別在環境汙染日益嚴重的今天,更為重要。
缺點:由於空氣能是分散能源,制熱速度慢,熱水要儲熱式。
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