热泵热水器空气源热泵

空气源热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，后再被蒸发，如此循环往复。

空气源热泵传热工质是一种特殊物质，常压下其沸点为零下40℃,凝固点为零下100℃以下，该物质冷的时候是液体，但很容易被蒸发成气体，反之亦然。在实际运行中，空气源热泵中传热工质的蒸发极限温度为零下20℃左右，因此5℃的环境温度对如此低的温度也是"热"的，甚至下雪的温度，比如说0℃，相比之下也是热的，因此，仍可交换一些热能。

1824年法国科学家卡诺(Sadi karnot)发表卡诺循环理论,成为热泵技术的起源

1850年 英国科学家开尔文(L.Kelvin)提出将逆卡诺循环用于加热的热泵设想

热泵的理论起源于十九世纪早期法国科学家萨迪.卡诺(Sadi karnot)，卡诺在 1824年首次以论文提出"卡诺循环"理论，30年后，英国科学家开尔文(L.Kelvin)于1850年初提出:冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，研究持续80年之久。

1912年瑞士的苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，这是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，家用热泵和工业建筑用的热泵开始进入市场，热泵进入了早期发展阶段。

21 世纪，随着" 能源危机 "出现，燃油价格忽升，经过改进发展成熟的热泵以其高效回收低温环境热能，节能环保的特点，重新登上历史舞台，成为当前最有价值的新能源科技。

前国际热能署专门成立国际热泵中心，设立热泵推广工程(Heat Pump Programme)，向世界上各国推广协调热泵技术的应用和发展。 美、 加、瑞典、德、日、韩等国政府均发出专门官方指引，促进热泵技术的社会应用。

节能: 从空气中获取大量免费热量，每消耗1度电就能产出3~4度电的热量，与常规热水器相比可节省70-80%的电费。使用成本相当于电热水器的1/4，燃气热水器的1/2，太阳能热水器的2/3，即每消耗一度电就能产生3-4度电产生的热量。

安全: 水电分离，无漏电危险

适用: -5~50℃环境

环保: 无废热、废水、废气

注:但是，目前我国大部分厂家所采用环保热媒(冷媒)R417A、104A。而日本等一些国家已率先采用CO2作为热媒(冷媒)，不对臭氧层造成破坏(所以在安装时，铜管务必要连接紧密，防止R22漏出。若R22完全不漏出，将对环境无任何负面影响)。另外，以上所述的R22、R417A、1394A、CO2皆对人体不造成伤害的，即使有漏出，整套热水设备都是安全的。

学生公寓:

采用多机并联，自动控制，每栋宿舍配置一台主机和一台水箱，先进的自动pos机收款或定时供水系统。冬夏季节根据学生用水情况调节热水量。在夏天，用热水量少时，少制热水，在冬天，用热水量多时，多制热水，避免太阳能热水器在夏季暑假期间制造大量热水，但学生放假无人使用热水，每天必须放水降温，浪费大量水资源的麻烦。

工厂医院:

采用单机或多机并联，可根据员工上下班制度采用分时供水，灵活机动，更加节能，克服了使用太阳能热水器受雨天，冬天无热水，水温不稳定等缺点。

酒店宾馆:

采用单机或多级并联，全自动控制与完善的供水及回水系统，采用德国wilo增压泵及循环泵，确保宾馆酒店的供水系统稳定。可提供客房用水及桑拿池浴，完全无污染，为宾馆酒店能源的同时制造了绿色的环境，还可以根据峰谷电改变策略，采用谷电，更加省钱。

桑拿泳池:

采用多机并联，采用钛合金，板式，固管换热水器，抗腐蚀，安全耐用，能效更高，自动加热，恒温，可提供热水又可提供冷水，解决大型恒温泳池及桑拿浴池采用锅炉耗能高，操作循环复杂的困难，既节省了高额的费用又得到了安全的保证。

美容美发:

采用一个主机加热两个水箱的方式，占地面积小，加热快，采用边用边加热的方式，克服了电热水器高耗能，及燃气热水器不安全的缺陷。

别墅家庭:

主机外挂于墙上，水箱放置于阳台，在节能的同时达到了安全美观，与建筑浑然一体，克服太阳能热水器安装难，影响建筑美观的难题。

热泵热水器在泳池中的运用

游泳池有室外露天游泳池(场)以及室内温水游泳池(馆)两大类。从游泳池的使用性质分，有比赛池，训练池，跳水池，儿童戏水池等;从经营性质分，有公用游泳池，商业宾馆内游泳池，也有私人别墅住宅内的游泳池等。但无论何种游泳池，都有一个要求维持池水温度恒定的要求，池水的温度因使用性质不同而异。游泳池的热损失有下列几个方面:(尤其是在别墅泳池设备的传导中)

1)游泳池池水因水面蒸发，水面传导，池底和池壁传导而不断损失热量。

2)因人们在游泳池内游泳，会损失一部分池水，必须不断补充，而补充水需加热，需要补充一部分热量;

3)此外，整个游泳池的设备和管道也在不断向周围环境排放热量。

以上这一些损失的热量，都需要不断补充，才能维持池水有一定的温度。这些热损失再加上游泳场馆淋浴等用热的负荷可以称之为经常性用热负荷。

另外，恒温池水也有一次性全部更换新的要求。为了清洗，消毒的要求，在一定时段内，要求将池水全部放空，重新输入温水。如果补充的水是冷水(水温在5-15℃)，那末，加热整池水需要的用热量就是一次性冲击负荷。

(恒温泳池设备)

一般室内游泳池池水温度为24-29℃，室外的为22-30℃。如室内游泳馆有完善的空调采暖设施，可以取为25℃;如果气温低，可以取为27℃。热损失与池水温度高低有关，也与周围环境(例如空气)温度有关。一般室内环境温度比池水温度高1-2℃。国外资料表明:室内游泳池最佳环境参数为:

空气温度 26-30℃

池水温度 25-28℃

地面温度 30-32℃

风 速 0.05-0.1m/s

相对湿度 50-60%

(恒温泳池设备)

维持室内游泳馆内一定的相对湿度十分必要。当室外温度为-10℃，室内空气相对湿度为50-60%，设双层窗的传热系数为2.9W/m2时，玻璃窗户上仍会潮湿、结露;即使室外气温为-1℃，室内为28℃ 时，也会结露。因而游泳池场馆必须除湿。

前者提到，对于游泳池用热的经常性负荷，有:

a.水面蒸发散热;

b.水面传导散热;

c.池底，池壁传导散热;

d.设备及管道散热;

e.补水加热量;

f.游泳场馆淋浴等用热;

由于蒸发散热，传导散热等计算十分复杂，而且必须有游泳池结构的详细尺寸，气象，土壤等资料，为了估算的方便，对于a,b,c,d四项，可以合并为一项，即:按游泳池水面面积m2计的平均热散失量。可以见表1

表1

表中数值按下列条件计算:水温27℃，空气相对湿度50%，风速:室内 0.5m/s;室外 2 m/s

国外资料介绍，对于露天游泳池的热损失，也可以按下列数据估算;在水温为23℃，平均气温10-12℃时，

对流热损失 70―95W/㎡

辐射热损失 60-80 W/㎡(夜间)

辐射得热量 ≤180 W/㎡〔白天〕

蒸发热损失 350-700 W/㎡

补充水时的补热量 400-600 W/㎡

对于补水热损失，可以按补水量及补水温差进行计算而得。游泳池每天补水量占游泳池容积的百分数可见表2。

表2

游泳池类别 比赛池 训练池 跳水池 室内公共池 露天公共池 儿童池 幼儿池 水球池 游泳跳水合一池

补充水量(%) 3-5 3-5 3-5 5-10 10-15 10-15 15 5 5

方案设计中建议:露天池取10%=B1;室内池取5%=B2。因补水需补热的小时功率可按下式计算

P=[(V×B×1000/24)×(t2-t1)/860] kW， (1-1)

式中:P-补水的补热功率，kW;

V-游泳池容积，m3;

B-补水量的百分数，%;

t1-补水初温，℃;

t2-池水温度，℃。

至于游泳馆所用的淋浴、洗涤等生活热水用量的计算及制热所需负荷，可按常规计算。

对于一次性冲击负荷，则按照换水量以及水温升来计算其总用热功率和小时用热功率(机器所需的制热功率)。总用热功率QZh

QZh=1.15×V×(t2-t1)×1000/860 kW， (1-2)

小时热功率Ph=QZh/T kW， (1-3)

式中:V- 游泳池的总容积，m3;

t2- 池水所需温度，℃;

t1- 冷水温度，℃;

T- 换水周期，h;

1.15-考虑在换水周期内的热损失附加值。

一般初次充水或换水的周期T为24-48h计。也就是说，要求在24-48h内完成整池的换水。至于间隔多长时间换一次水，应根据用户对于游泳池的使用要求和经营情况而定。由于池水是在不断循环过滤和消毒的，间隔时间相对比较长，可以是一个月，半年、甚至一年，对于桑拿浴性质的水池，有可能是一天换一次水。对于有几个游泳池的场馆，在计算负荷时，可以将换水时间错开。在选择主机时，可按一个最大容积的水池的一次性负荷来计算，也可以用换水周期的时间长短来调整。各种不同的游泳池的循环次数和周期可见表3。

表3

类别 循环次数

n(次/日) 循环周期

T(小时) 类别 循环次数

n(次/日) 循环周期

T(小时)

比赛、训练池 4-2.4 6-10 公用池 4-3 6-8

跳水、私人池 3-2 8-12 儿童池 6-4 4-6

跳水、游泳合一池 3-2.4 8-10 幼儿池 24-12 1-2。

1、用新一代美国谷轮柔性涡旋式压缩机，机组可靠性、效率更高;

2、电子膨胀阀本身具有很大的调节能力，从而更保证了更强的节流能力;

3、管翅片热交换器采用内螺纹铜管，翅片采用亲水铝箔，具有高效的热交换性能，从而增大其换热量;

4、机组冷凝器采用耐腐蚀钛金换热器，换热能力充足，能效比更高(COP可达5.0以上);

5、拥有专利的融霜控制技术，保证机组具有良好的制热性能，除霜更快更彻底。

空气源热泵热水器其内部结构主要由四个核心部件:压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器组成还有温度载体冷媒。现在针对冷媒研发出的环保型冷媒压缩机包括:C02、R134a、R410A、R417A等冷媒压缩机。出水温度可高达80℃、可甚至到达90℃

热泵技术是全世界倍受关注的新节能技术。人们所熟悉的"泵"是一种可以提高工质(流体)位能或势能的机械装置，比如水泵主要是提高水位或增加水压，油泵、气泵、水泵、混凝土泵是输送流体至更高压力或更高位置的机械装置，而热泵即是用少量的高位能把热量从低位工质传送到高位工质的节能装置。

原因一、室外环境温度大于0℃，开机不久，整个换热器上散热片表面凝露水就会凝结成薄霜，很快霜越结越厚。室内机制热效果差，且呈现化霜频繁现象。该故障一般是室外换热器上散热片表面脏堵、室外风机系统故障或室外换热器进、出风口有阻挡物造成。

原因二、室外环境温度大于0℃，开机不久，室外侧换热器底部(毛细管出口处换热器进口处开始)结霜很厚，换热器大部分未有凝露水，随时间推延结霜，由下至上结霜在延伸;室内风机始终处于防冷风低速运行;系统频繁化霜。

原因三、室外环境温度大于0℃，开机不久，室外侧换热器上半部(换热器出口处和回气管)结霜很厚，并且在换热器上随时间推延由上至下(有换热器出口向换热器进口方向)结霜在延伸;且制热效果差;空调器频繁化霜。该故障一般是系统制冷剂过多，常出现在维修加制冷剂后。

1、在房屋用天然气，油或木炉，热泵线圈应被安装上的暖侧(下游)的炉中。

2、如果被添加到电炉的热泵，热泵线圈通常可以被放置在冷侧(上游)的炉的最大效率。

3、室外机应受到保护，强风，这可能会降低效率，导致除霜问题。在同一时间，它应该被放置在开放，使室外空气不通过线圈再循环。

4、为了防止雪从阻塞气流在线圈和允许除霜排水，单位应该被放置在一个底座，提高地面30-60厘米(12至24英寸)以上。应固定在混凝土板，这反过来又坐在床上的碎石，以提高排水的立场。或者，该单元可能被安装构造适当的帧上从壁的房子。

5、这是可取，定位的热泵滴线的房子(水滴落屋顶的区域)之外，以防止冰和水，从下降就可以了，这可以减少气流或导致风扇或电机损坏。

6、必须连接到的内部线圈的下油锅房子的内部地板漏极，以确保该冷凝水，在线圈上的形式漏极正确。

7、热气泵应放置，因此，维修人员有足够的空间来工作的单位。

8、制冷剂管线应尽量短而直。这是很好的做法，绝缘线，以最大限度地减少不必要的热损失，以避免水汽凝结。

9、风机和压缩机制造噪音。找到远离窗户和相邻建筑物的室外机。有的单位额外的噪音时，他们的震动。你可以减少这种噪音吸收的基础上选择低噪音设备或安装单位。

10、热泵系统一般需要较大的风管尺寸比其他的中央供热系统，所以现有的管道可能不得不被修改。对于适当的热泵运行，气流应是50至60升每秒每千瓦(升/秒)，或400至450立方英尺每分钟(cfm)每吨，冷却能力。