空气源热泵热水机工程应.docVIP

空气源热泵热水机的工程应用 [摘 要] 介绍了空气源热泵热水机的工作原理和特点，将空气源热泵热水机与其它热水加热设备的经济性以图表的形式作对比分析。最后结合工程实例，介绍了在实际工程中热水用量的计算，以及空气源热泵热水机组的选型。 [关键词] 空气源热泵热水机、逆卡诺循环、太阳能 一、引言 我国拥有丰富而多样的能源资源，但人均能源资源大大低于世界的平均水平，据美国某杂志计算，在2002年中国石油人均储量为2.9吨，仅为世界平均值的11.6％。另一方面，中国的能源利用效率很低（见表1）。随着中国城乡建筑的迅速发展，人们生活水平迅速提高，家用卫生热水的需求量也越来越大。在20世纪80年代中期开始，各种家用热水器应运而生，其中有电热水器、煤气热水器、太阳能热水器等，各种热水器在家庭中的使用正日益普遍，能源浪费也越来越严重。 近几年空气源热泵热水机组的出现，在节能、环保、安全方面具有很多的优点，在家用和商用制取生活热水方面，得到了大力的发展和应用。 中国与发达国家能量设备效率比较（％） 表1 能量设备名称 火电 工业锅炉 泵 风机 中国 28.5 55～65 65～80 65～70 发达国家 36～38 80～85 78～90 80～90 二、空气源热泵热水机的工作原理 空气源热泵热水机从低温空气中吸热，然后转移到高温的储水箱中，将热水储存在水箱中已备后用，从原理上来说，它与制冷机相同，都是根据逆卡诺循环原理工作。但是，两者工作的温度范围和要求的效果不同，制冷装置是将低温物体的热量传递给环境，以造成低温环境，热泵热水器则是从空气中吸取热量，并将它传递给水以生产生活热水。热泵热水器主要由压缩机、带有冷凝器的热水器（相当于制冷循环的冷凝器）、节流元件、蒸发器和温度控制装置等组成。空气源热泵热水机系统原理图： 空气源热泵热水系统工作时采用电能驱动，通过制冷剂把空气中难以利用的低品位热能吸收，提升为可用的高品位热能对水进行加热。当热水温度达到所设定温度（控制终温）时，压缩机停止运行，反之，当热水温度降到所设热水温时，压缩机重新启动工作，将热水箱的热水温度升高，使其温度恒定在一定的范围。 三、几种常用热水器的对比分析 目前，市场上热水器的主流产品包括电、燃气、和太阳能三大类。它们都是有一定的优势，但从实际使用看也存在着很大的不足。例如燃气热水器的优势是设备间单，体积小，运行费用较低，它的缺点主要是表现为系统效率低，并且在燃烧不充分时产生CO等有害气体，不易调温，需定期除垢等。电热水器的优点主要是初期投入小，设备简单，操作方便，缺点是，能耗大，设备必须采取一定的安全措施以防漏电对人身造成的伤害。太阳能热水器的主要优点表现为运行费用低，节能、环保、不占据室内的空间，设备简单、操作维修方便等，是一种新型的绿色产品。它主要缺点为初期投入大，系统总的效率低，太阳能本身具有的间歇性，不稳定性及区域性大等缺陷使其不能全面普及。 用空气源热泵制取生活热水在国内刚刚起步。但由于其高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点，以及可以有效地解决目前国内有关部门对节约能源、环保、安全等各方面较棘手的问题，而受到社会各方面的广泛关注。空气源热泵热水机与其它热水加热设备运行费用比较（见表2） 几种热水加热设备运行费用对比表 表2 供热方式 热泵热水器 燃气热水器 燃油热水器 电热水器 太阳能 加热一吨水所需的热量：1000kgX(60-20)X1=40000kcal 能源种类 电 液化气 轻柴油 电 电（辅助） 能源热值 860kcal/度 12000kcal/kg 10300kcal/kg 860kcal/度 860kcal/度 热效率 380% 80% 80% 95% 95% 能源消耗量 12.2度 4．2kg 4.85kg 49度 17度（按35%计算） 能源单价 0．64元/度 4．7元/度 3．9元/度 0．64元/度 0．64元/度 能源费用 7．8元 19．7元 18．9元 31．4元 10．9元 使用年限 10~15年 8~10年 8~10年 8~10年 8~10年 运行成本比较：热泵热水器运行成本最低，比电热水器节省75%，比燃气热水器节省60%，比燃油热水器节省60%，相当于太阳能热水器。 运 运 行 费用 25% 31.5% 45% 65.8% 100% 空气源热泵 太阳能 液化气 燃油水炉 电加热器 初期投资比较：热泵热水器的设备初投资跟太阳能系统差不多，比燃油炉贵。但其综合投资相对来说比较划算，因为燃油炉会需要设专用设备房，而热泵机组不需专用机房，占地面积小，可灵活布置。燃油炉对于环保有要求的还会需要排污处理费用，而热泵热水机组无此项费用。燃油热