空氣源熱泵熱水器)的工作原理
空氣能熱泵熱水器實質上是一種熱量提升裝置,空氣能熱泵熱水器的作用是從周圍環境中吸取熱量,并把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的物體),其工作原理與制冷機相同,都是按照逆卡諾循環工作的,所不同的只是工作溫度范圍不一樣。 一臺壓縮式空氣能熱泵熱水器裝置,主要有蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四部分組成,通過讓工質不斷完成蒸發(吸取環境中的熱量) →壓縮→冷凝(放出熱量)→節流→再蒸發的熱力循環過程,從而將環境里的熱量轉移到水中。 空氣能熱泵熱水器在工作時,把環境介質中貯存的能量QA在蒸發器中加以吸收;它本身消耗一部分能量,即壓縮機耗電QB;通過工質循環系統在冷凝器中進行放熱QC,QC=QA QB,由此可以看出,空氣能熱泵熱水器輸出的能量為壓縮機做的功QB和空氣能熱泵熱水器從環境中吸收的熱量QA;因此,采用空氣能熱泵熱水器技術可以節約大量的電能。 空氣能熱泵熱水器技術發展史 隨著工業革命的發展,19世紀初,人們對能否將熱量從溫度較低的介質“泵”送到溫度較高的介質中這一問題發生了濃厚的興趣。英國物理學家J.P.Joule提出了“通過改變可壓縮流體的壓力就能夠使其溫度發生變化”的原理。1854年,W.Thomson教授(即大家熟知的Lord Kelvin勛爵)發表論文,提出了熱量倍增器(Heat Multiplier)的概念,首次描述了空氣能熱泵熱水器的設想。 當時,空氣能熱泵熱水器供暖的對象主要是民用,供暖需求總量小,特別是對由于采暖方式及其對環境的影響尚沒有足夠的意識。人們采暖的方式主要是燃煤和木材,因而,空氣能熱泵熱水器的發展長期明顯滯后于空調的發展。 上世紀30年代,隨著氟利昂制冷機的發展,空氣能熱泵熱水器有了較快的發展。特別是二戰以后,工業經濟的長足發展帶來的對供熱的大量需求及相對能源短缺,促進了大型供熱及工業用空氣能熱泵熱水器的發展。1973年的全球性能源危機,進一步促進了空氣能熱泵熱水器在全世界范圍內的發展。但空氣能熱泵熱水器在世界范圍內的大規模商業應用是最近20年的事,如美國,截止1985年全國共有14,000臺地源空氣能熱泵熱水器,而1997年就安裝了45,000臺,到目前為止已安裝了400,000臺,而且每年以10%的速度穩步增長。 我國的空氣能熱泵熱水器事業近幾年已開始起步,而且發展勢頭看好。目前,我國利用較多的是水源空氣能熱泵熱水器,而用空氣源空氣能熱泵熱水器制取生活用熱水在國內近兩年剛剛起步。 空氣能熱水器原理的應用: 空氣能熱水器原理:通過壓縮機系統運轉工作,吸收空氣中熱量制造熱水。具體過程是:壓縮機將冷媒壓縮,壓縮后溫度升高的冷媒,經過水箱中的冷凝器制造熱水。熱交換后的冷媒回到壓縮機進行下一循環。在這一過程中,空氣熱量通過蒸發器被吸收導入水中,產生熱水。這樣的通過壓縮機空氣制熱的新一代熱水器,即是空氣能熱水器(空氣能熱泵熱水器)。空氣能熱水器(空氣能熱泵熱水器)正是這樣的產品。空氣能熱水器(空氣能熱泵熱水器)的空氣能熱水器原理即是如此。 空氣源熱泵熱水器是新型的綠色能源產業,與傳統的燃氣、電熱水器產品相比,它不僅安全而且節能環保,即使與太陽能相比,也有明顯的優勢。它一改傳統太陽能產品只依賴太陽光直射或輻射來收取能源的方式,利用設備內的冷媒從自然環境空氣中采集熱能并通過熱交換器使冷水升溫。其特點包括: (3)全天候方便使用:空氣源熱水器由于體積相對較小,可以安裝在浴室、陽臺和外墻等處,實現使用的無限制性;并且空氣源熱水器由微電腦控制自動運行,無需專人職守,保證全天候熱水供應,同時結合其定時開關功能實現低谷用電,實現更節約的使用效果。 (1)高效節能:空氣源熱水器是通過大量獲取空氣中免費熱能,消耗的電能僅僅是壓縮機用來搬運空氣能源所用的能量,因此熱效率高達380%—600%,制造相同的熱水量,空氣源熱水器的使用成本只有電熱水器的1/4,燃氣熱水器的1/3,太陽能熱水器的1/2。高熱效率是空氣源熱水器最大的特點和優勢,在能源問題成為世界問題時,這是空氣源熱水器成為“第四代熱水器”的最重要的法寶之一。 (2)綠色環保、安全可靠:空氣源熱水器獨特的使用原理,實現其在工作過程中徹底水電分離,從根本上杜絕漏電事故;并且由于其在使用過程中無需任何燃料輸送管道,沒有燃料泄露等引起火災、爆炸、中毒等危險;同時,空氣源熱水器在工作過程中沒有任何有毒氣體、溫室氣體和酸雨氣體排放,也沒有費熱污染。這些也成為空氣源快速發展鋪墊了寬闊的道路。 |
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