空气源热泵热水器工作原理 The principles of the air heat pump

热泵技术是全世界近年来倍受关注的一项新型能源技术，其基本原理基于逆卡诺循环，采用电能驱动，从低温热源中吸取热量，并将其传输给高温热源以供使用，传输到高温热源中的热量不仅大于所消耗的能量，而且大于从低温热源中吸收的能量，在标准工况下，系统消耗一个单位的能量，从低温热源中提取二个单位的能量，合在一起输出三个单位的能量。

热泵系统主要由四部份构成，分别是压缩机、散热盘管（俗称冷凝器）、膨胀阀、吸热盘管（俗称蒸发器）。和冰箱一样，热泵也是利用压缩机驱动管道内的制冷剂循环流动，不断的蒸发冷凝，通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后，把外界的热量源源不断的聚集到热泵主机上的加热盘管上，再经过高科技的导热材料使储水器中的水温迅速上升。热水经循环管路送入终端用户室内以供洗浴和采暖。

热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第2定律，运用热泵的原理，只需要消耗一小部分的机械功（电能），将处于低温环境（大气或地下水等）下的热量转移到高温环境下的热水器中，去加热制取高温的热水。热泵可以与水泵相比拟，水是不能自发地从低处流向高处，要将低处的水输送到高处，必须用一台水泵，消耗一部分电力，才能将水送到高处的水箱中。同样，根据热力学第二定律，热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移（传送），而要实现这个目的，必须要有一台机器，消耗一部分机械功（例如电能），才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。这样的机器就称之为"热泵"。热泵的作用是将空气中或低温水中的热量取出，连同本身所用的电能转变成的热能，一起送到高温环境中去应用。



热泵技术发展史：热泵的理论起源于十九世纪早期卡诺的著作，他在 1824年发表关于卡诺循环的论文，这个理论经过30年后，在1850年初开尔文（L.Kelvin）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，这种研究持续了80年之久。

1912年瑞士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专利，这就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，到1943年大型热泵的数量已相当客观。1948年小型热泵的开发工作有了很大的进展，家用热泵和工业建筑用的热泵大批投放市场。热泵工业在20世纪50年代到60年代初（1952-1963）这10年中，又经历着迅速成长的阶段。由于热泵可以把制冷与采暖合用一套装置，而热泵若在电力充足而电能价格又便宜的地区使用时，其运行费用甚低。因此，用户对热泵产生兴趣，使热泵进入了早期发展阶段。

20 世纪 70 年代初期， 由于 “ 能源危机 ” 的出现，热泵又以其回收低温废热，节约能源的特点，在产品经改进后，重新登上历史舞台，受到了人们的青睐。比如美国，热泵的产量从1971 年的 8.2 万套 / 年猛增至 1976 年的 30 万套 / 年， 1977 年再次跃升为 50 万套 / 年，而此时日本后来居上，年产量已超过 50 万套。 目前热泵市场每年都在成倍增长，发展势头相当迅猛。在欧美大多数发达国家，如澳大利亚、英国、法国、德国、北欧、南欧的一些国家，热泵产品已经进入了大多数家庭。

网上下的图片说明

空气源热泵热水器基本常识



一、 热泵热水器是一种什么装置？

人们所熟悉的“泵”是一种能提高位能的机械设备，比如水泵主要是提高水位或增加水位，而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热，经过电力作功，输出可被人们所用的高品位热的设备，是一种安全、节能、环保的生产热水设备。

二、热泵有几种？

根据热泵不同，热泵可分空气源热泵、水源热泵和地源热泵。

三、热泵热水器是太阳能产品吗？

从广义上讲是，但热泵机组与常规太阳能产品却有着本质上的区别，主要体现在工作原理上的不同，常规太阳能产品必须依靠太阳光的直接照射才能达到制热效果，而热泵机组主要是以吸收环境中热能来达到制热效果。

四、热泵热水器根据什么原理进行采热？

热泵热水器是运用逆卡诺循环原理进行工作的，机组内置一种传热介质一热媒，热媒在液态下温度低于-20°C，与外界存在着温差，因此热媒可吸收外界的热能，在吸热装置内汽化，通进热泵压缩机的工作，使热媒变成高温高压气体温度可达90°C，再通过放热装置把热量传递给水，使水温升高，热媒放热后变成液体以回到吸热装置，周而复始循环工作。

五、热泵热水器一度电能作四度电用，是否遵守能量守恒定律？

按能量守恒原理，1KW的电能最多转化为1KW热能。而热泵热水器输入1KW的电能，可产生约4KW的热量，因为热泵制热方式不是直接进行能量转换,其输入的电能只是压缩热媒,制造一个高、低温的环境，热量总是从高温流向低温，所以热量从空气流向低温热媒，热媒经压缩机压缩后变成高温高压，高温热媒的热量流向低温的水，流入的热量与排出的热量是相等的，是遵守能量守恒定律，消耗的电能只与压缩的热媒流量有关。

六、能效比（COP值）是什么？

能效比是检验压缩机性能的一个重要指标，简单的说，就是输出的热能与输入电能的比值，比值越高，系统的节能性越好。热泵热水器的能效比值能达到2～5。

七、热泵热水器与空调的是否一样？

热泵热水器与空调的原理是一样，但热泵热水器的技术含量比空调要高，这也是热泵热水器近年才上市的原因。总的来说，热泵热水器是科技发展到一定阶段的产物。空调的散热温度40～50°C的环境下就无法工作了，而热泵热水器的水温能达成60°C左右甚至更高。

八、热泵热水器为什么会是最安全的热水器？

现在市面上家用流行的热水器有燃气热水器、电热水器，燃气热水器存在着煤气爆炸或中毒的隐患。据有关统计，2003年全国每五天就有一人因使用燃气热水器中毒死亡或爆炸烧伤。电热水器存在着漏电危险，电热丝直接放在水中，如果人在淋浴时漏电，肯定会触电身亡，这样的事故据报道也不少。热泵热水器就绝对不存在这样的安全隐患，不用燃气，水电完全隔离，有人说，你设备用的是电，肯定也有漏电危险，普格尔热泵热水器为您作了最周全的考虑，装有带漏电保护的插座。

九、热泵热水器为什么会比太阳能还省?

人们常常误解太阳能是零成本运行,而实际上,由于阴雨天气和夜晚的影响,太阳能热水器是无法全天候工作的,每年有1/3以上的时间要利用电热和燃油炉辅助加热,以至其运行成本超过热泵热水器的运行费用.

十、热泵热水器为什么环保？

使用清洁能源，不会产生废气、废水、废渣，对空气不产生热效应。使用环保热媒，不含CFC，不会对大气臭氧层产生破坏。

十一、热泵热水器每加热一吨热水成本是多少？与其它传统热水装置比较哪种便宜？

项目热泵热水器燃气热水器燃油热水器电热水器太阳能热水器

加热一吨水所需要的热量1000Kg×（60°C-20°C）×1=40000kcal

能源种类电液化石油气柴油电电辅热

能源热值860kcal/度12000kcal/kg10300kcal/度860kcal/度860kcal/度

热效率380%80%80%95%95%

能源消耗量12.2度4.2Kg4.85Kg49度17度(按35%计算

能源单价0.64元/度4.7元/kg3.9元/kg0.64元/度0.64元/度

能耗费用7.8元19.7元18.9元31.4元10.9元

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.



十二、热泵热水器有这么多优点，其初投资是否很贵？

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，但其综合投资就不会贵，因为燃油炉会需要专用设备房，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，燃油热水炉还需储油罐和输油管，输油泵以及消防措施等，所以其综合投资也高。

十三、热泵热水器有哪些用途？

热泵热水器能用于温度要求低于65°C的热水系统，如沐浴、桑拿、游泳池、沐足、美容美发、农业养殖等，热泵热水器能效比高，更节能。

十四、热泵热水器在冬季空气温度低时能否使用？

热泵热水器在冬季温度低时能够使用，但由于温度低时，蒸发器上易结霜堵住，降低传热效果，在冬季温度低于3°C的地方，需采用带除霜装置的热泵热水器。在低于-5°C的环境里，热泵能效比低于2。我司正在积极研发

-15°C环境下能使用的热泵。

十四、热泵热水器是否容易损坏，操作及维修是否容易掌握？

热泵热水器保护功能齐全，它的整机寿命与中央空调相当，在正常情况下，压缩机的使用寿命为43200小时，每天工作8小时则相当于15年。因其原理与空调一样，维修空调设备的人员按照设备说明书就可以进行维护，所以操作及维修是容易掌握的。

十五、热泵热水器的选型设计要点？

热泵热水器因其设备较贵，一般采用储热式，以减少设备投资。热水器的选型标准为要满足冬季最大热水需求量，水箱容量尽可能按最大用水量设计。

热水机的运行时间标准为：6～15小时。

热泵热水机产热水量按温升40°C计算，其机组配套选型应与储水箱容量配套。

十六、商用热泵热水器台数的选择？

商用热泵式热水器台数选择2～5台以比较合适，便于备用及节能。

十七、若使用多台热泵，其中一台出了问题是否影响整个系统？

不影响。空气源热泵机组具有模块化功能，采用并网运行，每台热泵均可分别单独控制，即使其中一台出了问题，在维修时并不影响其它机组的正常运行。

十八、保温储热水箱容量的确定？

热泵机组输出负荷相对较小，产热水速度较慢，所以需合适容量的保温储水箱，制备好热水以备随时使用。

1．定时供水

储热水箱总容量=热水总用量

对于每天分多个时段供热水的，则保温储水箱的总容量应按最大供水时间段的热水用量配置，机组配置应满足在时段范围内产生足够的热水。

2．全天候供热水

储水箱总容量=最大小时热水用量

3．桑拿、沐足、洗头

储水箱总容量=最大小时用水量×2～3

十九、热泵热水器所排出的冷气可以利用吗？

热泵热水器排出的冷气可根据现场实际情况加以利用，将热泵热水机摆放在温度较高的环境下可提高其能效比，并且降低周围环境的温度。

二十、热泵热水器的连接管道可用哪些？

热泵热水器的连接管道可采用铜管、不锈钢管、PP-R管，所有热水管道必须保温，以保证热量不被散失。

一边加热一边制冷，这个系统就更完整了！呵呵

热泵热水器在冬季空气温度低时工作可以详细介绍下嘛？没搞明白。

说到底,空气源热泵热水器的原理就象家用空调反向制冷,只是到了冬天的热效率也会下降,空调是向空气散热,空气源热泵热水器是制冷剂压缩过后向水散热

实际上我们以前有过用五匹的压缩机做冷水机的经验,空气源热泵热水器道理是一样的,反向制冷而已,效率确实不错,在江南非冬季时候,制热效率能达320%以上,就是说1kW的耗电,能带来3.2kW的加热效益

加热效益超过200%是这种东东的最大好处

可是冬天咋办呢

这东西在南方还可以。在黄河以北就不可以了