深度解读空气能热水器的选型技巧

深度解读：空气能热水器的选型技巧空气能热水器，是空气源热泵热水器的简称，中国空气能行业为了统一称呼，利于空气能热水器在国内的推广，故统一称为空气源热泵。追溯其渊源，空气能热水器属于舶来品，热泵的理论起源于1824年卡诺发表的关于卡诺循环的论文，经过三十年后，在1850年初开尔文提出冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家及工程师对热泵进行了长达80年的大量研究。空气能热水器是在2002年前后引进中国，登陆广东。由于它的超级节能和全天候的特点，在60℃以下的热水市场中，迅速普及到酒店、校园、工厂、体育馆等企事业单位设施中。根据风冷热泵的系统分析，了解各种泵的优缺点帮助选型：所谓风冷热泵的系统分析，就是在风冷热泵的选型过程中除了比较各自的制冷量、制热量、COP值、噪声、运行重量、外形尺寸等参数外，还要对其各自的压缩机型式、冷凝器型式及布置、热力膨胀阀的配置、蒸发器型式、除霜方式、能量调节方式以及热泵系统的自控和安全保护等等加以分析，比较其各自在系统配置方面的优缺点。压缩机的型式：目前用于风冷热泵的压缩机型式主要有活塞式、涡旋式、螺杆式三种型式。根据热泵工作的特点是运行时间长、压缩比大等情况，笔者认为涡旋式和螺杆式压缩机将成为热泵压缩机的主流。其理由是：1、涡旋式和螺杆式压缩机较活塞式压缩机具有传动件少，从而使压缩机的磨擦损耗相应减少，整机的效率相应提高。2、由于热泵机组的压缩比较大，因此对于活塞式压缩机在相同的余隙容积下其容积效率下降，从而造成整机效率的下降。而涡旋式和螺杆式压缩机不存在这方面的问题。3、用于风冷热泵的压缩机其工作环境较其它在普通空调工况下工作的压缩机要恶劣，每的运行时间也较长，工况变化范围也较大，因此对压缩机的可靠性要求就较高。涡旋式和螺杆式压缩机具有零部件少，结构紧凑的特点，所以尤其适用于热泵机组。4、目前所采用的风冷热泵机组一般都采用热气除霜的方法来排除冬季供热工况下空气侧换热器上积聚的霜。在除霜开始和结束时，系统要进行反向运行，在原冷凝一方盘管中所积聚的液体制冷剂由于其中压力突然降低为吸汽压力而大量涌向压缩机，造成压缩机的湿冲程，这对于涡旋式和螺杆式压缩机而言并没有什么大问题，而这对于活塞式压缩机来讲极易造成气阀和连杆的损坏。5、另外就热泵压缩机本身而言涡旋式和半封闭螺杆式比活塞式的噪声要低。根据风冷热泵的性能分析来选型:1、风冷热泵的冷热量：这两个参数是决定风冷热泵正常使用的最关键参数，它是指风冷热泵的进风温度、进出水温度在设计工况下时其所具备的制冷量或制热量。它可从有关厂家提供的产品样本中查得。但目前在设计中也发现这样的情况，那就是有的厂商所提供的样本参数并未经过测试而是抄自其它厂家的相关样本。这给设计人员的正确选型带来了一定困难。因此建议在有条件的情况下设计人员可根据有关厂家的风冷热泵所配置的压缩机型号，从压缩机生产厂家处获得该压缩机的变工况性能曲线，根据热泵的设计工况查得该压缩机在热泵设计工况下的制冷量和制热量，从而判断该样本所提供参数的真伪。2、风冷热泵的COP值：该值是确定风冷热泵性能好坏的重要参数，其值的高低直接影响到风冷热泵使用中的耗电量，因此，应尽量选择COP值高的机组。目前我国国家标准是COP值为2.57，多数进口或合资品牌的COP在3左右，个别进口品牌的高效型机组其值可达到3.8。3、噪声：噪声也是衡量一台风冷热泵机组的重要参数，它直接关系到热泵运行时对周围环境的影响。国内有关专家曾根据工程实测对各类进口热泵的噪声划分为三档，第一档在85dB以上、第二档在75～85dB之间、第三档在75dB以下。我们在进行工程设计选型中应优先选择噪声在80dB以下的机组。4、外型尺寸：风冷热泵机组大多布置在室外屋顶，它在进行设备布置时对设备与周围墙面的间距、设备之间的间距都有明确要求，因此我们在进行设备选型时必须考虑所选设备尺寸是否符合设备布置的尺寸要求。在性能相同的前提下应优先选用尺寸较小的机组，以减小设备的占地面积。5、运行重量：由于风冷热泵机组大多布置在屋面，因此在选型时必须考虑屋面的承重能力，必要时应与结构专业协商，增强屋面的承重能力。但在设备选型时我们应优先选择运行重量较轻的机组。热泵运行时，具体要注意到以下几方面：一、节流装置要保证宽范围无论是分体式还是放于室外的整体式热泵热水器，其蒸发温度都非常宽。为了在宽范围内进行有效节流，建议不要采用单根毛细管，而是采用膨胀阀或者多组毛细管，以应对环境温度的变化，保证在所有运行条件下都有吸气过热度。同时也要避免液体直接进入压缩机，特别是冬季。二、观察液击、浸入现象，评估风险针对静态加热储热式热泵热水器，“冷媒迁移”是回避不了的问题：即压缩机停止工作后，处于冷凝器处于高水温环境中，压缩机/蒸发器逐渐冷却，温差导致冷媒逐渐迁移至蒸发器和压缩机。冷媒发生“聚集”，压缩机再次启动时，聚集在蒸发器中的冷媒很可能直接进入压缩机。也就是说热泵热水器发生液击的程度比空调要严重得多。这个现象已经经过多次试验得到验证。这也是热泵专用压缩机采用超大容量弧形储液器设计的原因之一(缓解液击、提升吸气过热度)。因此，在开发热泵热水器时，需要观察液击、浸入现象，评估风险。三、注意压缩机底部过热度的问题这一点是在系统设计时容易被忽略的地方，但却是极端重要的。所谓压缩机底部过热度，其定义为：压缩机底部温度—冷凝温度。如果该值为零或者小于零，此时压缩机本体就成了一个“冷凝器”，冷媒会慢慢在压缩机壳体内冷凝成液体而沉积在压缩机底部，被当做“润滑油”泵到压缩机泵体各滑动面上。液态冷媒是没有润滑功能的，其结果是压缩机泵体摩擦对偶全面磨耗，发生“咬缸堵转”只是个时间的问题。压缩机冬季运行时，如果发生“吸气带液”，进入压缩机内部的液态冷媒会迅速降低压缩机本体温度，加上低的环境温度，导致压缩机底部温度会降得比较低。而热泵热水器由于需要制取较高温度的热水，冷凝温度比较高，就这很容易发生压缩机底部温度低于冷凝温度的现象。系统实验表明，当发生有吸气带液时，在制取55度热水时，环境温度在5度左右就会发生底部过热度小于零的现象，环境温度越低越严重。普通空调压缩机在有吸气过热度时容易“电机过热”，特别是在高压缩比运行时。这恰是热泵专用压缩机需要解决的，在高压缩比下，热泵专用压缩机仍可可靠运行。四、冷凝侧换热留出安全余量不管是什么类型热泵热水器，长期运行后，其水侧(冷凝侧)的换热效果都会下降(结垢、松动、老化等)，换热温差会增加。因此在设计当初就考虑到将来其冷凝侧换热温差可能会发生怎样的变化，留出一定的安全余量，以保证压缩机长期运行在安全范围之内。空气能三联供热泵的应用与选型1、空气源三联供机组应用现代许多楼宇（如酒店、宾馆、酒楼、健康中心、办公写字楼等）很多采用集中水冷机组系统供冷，同时每天又需要大量卫生热水供应。空调供冷与热水供应成本费用占整个大楼运行成本的40%-60%之间。在提倡“低碳生活”的今天，在日益紧张的能源的环境下，如何尽量降低建筑能耗，如何节省运行费用，如何节能设备的投资已经成为了投资经营者所关心的问题之一。参照以前的经验，实现空调、热水、供暖的问题常常采用的是“供冷机组+锅炉”的模式来解决问题，在今天看来，这实际上是很大的浪费，首先在中央空调供冷的同时大量的废气废热排放到大气中去，其次，不管春夏秋冬，锅炉必须开启制取生活热水，另一方面需要大量的燃料燃烧，增加费用支持的同时也对周围环境造成极大影响，影响身体健康。如何将废气废热利用起来，如何减少制取生活热水的费用，空气源三联供诞生了。热泵三联供机组是一种利用空气作为冷（热）源，对室内空间提供采暖、空调与生活热水等多种功能的空调热水设备。空气源热泵三联供通过输入少量的高品位能源（如电能），系统以水为载体，夏季制冷季时从室内吸收热量通过载体将热量释放到空气中，同时载体得到冷却，从而实现对室内进行降温、除湿，该系统每消耗1KW的电能，可以得到3.5KW的冷量，同时所得生活热水为完全免费获得。冬季采暖时系统从空气中吸收热量通过载体将热量释放到室内，满足室内供热与采暖的需求。灵活巧妙地转换空调、热水、供暖是空气能三联供最大的特色之一。2、空气源三联供机组选型负荷计算：1、空调主机全部采用“空气源热泵三联供”系统，应该按照夏季制冷或冬天制热二者之中的最高负荷来选取设备。其中，冬季制热量由采暖负荷和卫生热水负荷之和来确定。2、当供暖部分采用“空气源热泵三联供”系统，应该按冬季制热量由采暖负荷和卫生热水负荷之和来确定。注意事项：1、样本中的参数是在国标下测得的数据，在实际运用中由于环境温度的变化即工况的变化可能会产生与样本有一定或正或负的距离，在主机选型时可以参照图表进行修正。空气能三联供热泵与其他同类产品性能对比适用范围广：适用于各种需求空调、采暖、热水的场合。智能化控制：可同时配置遥控器、线控器（选装），最大限度方便客户。多机集中控制：用一台集中控制器可以对多台主机进行集中控制，根据系统负荷及各单元运行时间决定主机工作状态。经济运行\维修便利：机组模块化独立运转，节省运行费用。各台主机相互独立，维修时只需停故障机组即可，不必整座楼宇停机，维修简单、费用低廉。节省投资：机组无需专用机房，节省了宝贵的主机占地面积。优质元器件：采用国际名牌压缩机，优质换热器，制冷制热更加强劲，能效比高。设计灵活、方便控制：水管路系统不受长度和高度的限制（由水泵扬程确定），可以配合各种形式的室内末端使用，具有设计灵活、安装方便等特点。费用低廉、安全环保：室内制冷管路为低压水系统管路，制冷剂密封在室外主机内，不易泄露，对环境的影响远远小于直接蒸发式系统。模块化系统、适用各种规模的工程：模块化风冷冷热水机组系统由多台模块单元机组组成，每一个模块单元又具有一个或多个完全独立的系统，可以按照所需的制热量的大小，选择不同的单机组成不同制热量的机组集成，使之完全满足实际的需要。多级能量调节、经济效益明显：空气源热泵三联供机组系统可根据不同季节及不同负荷的使用情况灵活实现多级能量调节，所有模块单元在电脑控制的集中管理下，每时每刻监控机组的使用情况，调节投入运行的模块机组的数量，使机组的输出功率时刻保持与实际需求相一致，达到最佳的能量调节，即使在低负荷输出时也不会降低机组的运行效率，具有优越的经济效益。模块化结构，互为备用机组，安全可靠：模块化系统内的每个模块单元的每个制热系统都是彼此独立的系统，因此可以互为备用，任何一个系统发生故障都不会影响其他模块机组的运行，在机组的运行过程中，可以对发生故障的机组进行维修和保养，而不影响其他机组的运行。安装灵活、运输方便：模块单元紧凑、轻巧，不需要很大的安装面积，不需要重型搬运机械，普通电梯就可将机组运至安装现场。多重保护、运转安全：机组设置了冷冻水低温、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、压缩机温度、蒸发器温度、电源缺相错相等多重保护，保证机组在恶劣工况下的安全运行。体贴设计：机组配置有智能储能，自动调节系统的储能比例，始终保持室内温度的恒定，克服了普通空调温度波动大而给人体造成不适缺点，同时采用电子感应多种智能除霜，多压机组合技术，节省电力，这些都极大地提高了PHNIX热泵的安全稳定性，经济节能以及高可靠性。产品新颖：（1）加喷淋式冷凝机组通过住控制器，可根据实际负荷变化与环境温度的改变来判断，当环境温度达35℃时机组启动喷水冷凝；当喷水装置开启时机组制冷输入功率可降低15%左右；即使气温高达50℃，机组也能安全稳定运行。（2）第三代高效换热器采用目前世界上最先进的第三代高效换热器，使机组能力更强，能效比较高。空气能三联供热泵智能集中控制的应用1、空气源三联供机组的系统运行模式：空气源热泵三联供系统制冷+热水运行：机组把室内空气中的热量吸收，实现室内制冷的目的。同是利用机组制冷时排放的全部热量加热生活热水，产热水完全免费。空气源热泵三联供系统采暖供热+热水运行：机组优先制取热水，即在把空气中的热量吸后，机组先加热热水，在热水满足要求后再释放到室内，实现采暖的效果。空气源热泵三联供系统制热水运行：机组把空气中中的热量吸收后，通过换热器加热日常所