空气能热水器

空气能热水器

一、空气能

空气能,即空气中所蕴含的低品位热能,又称空气源。能量守恒定律告诉我们能量不会凭空产生,也不会凭空消失。但是根据热力学第二定律,热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他变化。空气能虽然取之不尽用之不竭,但是,如需将空气中吸收能量传到高温环境,需要消耗电能或热能,这项技术叫做空气源热泵。

1.1 空气能类型

这种新型热水器从使用对象分为家用机、商用机两类;从工作模式上分为循环式、直热式两类。

空气能热水器使用范围有:家庭、酒店、宾馆、学校、泳池浴池、医院、休闲沐足、工厂、农业保温烘干、工业预热等场所。

家用机由类似空调器室外机的热泵主机和大容量承压【家用】/非承压【商用】保温水箱组成, 安装不受建筑物或楼层限制,使用不受气候条件限制,既可用作家庭的热水供应中心,也能为单位集体集中供热水。由于使用环境各方面新型专利技术,该产品不仅安全舒适,而且环保节能,实际使用费仅分别相当于电热水器的1/4,燃气热水器的1/3,将150升水箱中的水加热到65℃,春秋季节需要消耗 2 度电,如果采用低谷电价只需要0.6元钱,这箱贮存的热水足够一家3-5口生活热水之用;如果采用一个水龙头放水洗澡,该热水器可以源源不断供应热水。经验丰富的用户可以将热水温度设定在45℃,热水器运行将更加省能! 空气能是一种广泛存在、平等给予和可自由利用的低品位能源,利用热泵循环提高其能源品位后用于加热生活热水,由于使用一份电能可吸收3份空气能,从而供应4份热能加热热水系统, 因而是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术,极具实用价值。此外,空气能热泵热水器从根本上消除了电热水器漏电、干烧以及燃气热水器工作时产生有害气体等安全隐患,克服了太阳能热水器阴雨天不能工作等缺点,具有高效节能、安全环保、全天候运行、使用方便等诸多优点,符合我国能源、社会、环境可持续发展的战略方针,因而必将成为我国最具竞争力的新一代热水器产品,为广大城乡居民提供安全、便利、廉价的卫生热水,提高他们的生活品质,造福于民众。

1.2 工作原理

空气(热泵)热水器工作原理如何?

通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。具体过程是:压缩机将冷媒压缩,压缩后温度升高的冷媒,经过水箱中的冷凝器制造热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。在这一过程中,空气热量通过蒸发器被吸收导入水中,产生热水。这样的通过压缩机空气制热的新一代热水器,即是空气(热泵)热水器。空气(热泵)热水器正是这样的产品。空气(热泵)热水器的工作原理即是如此。

空气能热泵在运行中,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,然后再被蒸发,如此循环往复。

空气能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。

1.3 影响温度

市场上多数热泵热水器标注的最高出水温度是60℃,但是有时候我们需要更高的热水温度,是不是水温还可以提高呢?当然不是,出水温度受热泵热水器志用压缩机的采取的冷媒的影响。以R134a冷媒为例进行说明。

1、R134a冷媒冷凝温度可高达80度,如果按照换热温差5℃计算,则最高的出水温度可达75℃,但是并不是所有条件下都可以达到75℃的,当在低温环境下,就需要适当降低冷凝温度,在温度降至-15℃的情况下,建议将冷凝温度控制在不超过70℃。

2、相比空调压缩机的5-6最大压缩比,热泵热水器专用压缩机可以承受很高的压缩比,可以10以上(11-13范围内安全),但是压缩比不可无限提高,过高的压缩比将提高了压缩机内部局部温度,严重影响使用寿命。

3、针对不同的季节特点,设计热泵热水器的不同运行模式。在春秋夏季时热水出水温度设定低一点,在冬季时将水温设高一点。55℃的水温完全可以满足国标和消费者的需求。这样既可以保证较高的出水温度,能效较高,又可以保证整个系统的安全可靠性。但家用机主机及水箱的配比就要注意,建议200L一下配1P主机,200-400L配1.5P主机,400-500配2P主机。这样空气能热水器既能保证 热水量充足,热水加热快,同时也比较省电节能。

1.4 制冷剂

空气源热泵热水器行业经过十余年的发展,发展迅猛,生产企业已经达到500多家,且今年六月顺利入围国家节能惠民工程,享受最高600元的补贴,进一步促进了行业的发展。热泵热水器很重要的组成--制冷剂,直接关系到产品的能效比。南方热泵热水器制冷剂主要为R22,R134a,后来又有一些混合制冷剂问世R415b,R417a等,不同的制冷剂各其优缺点。

R22用于空调非常合适,因为冷凝温度总能控制在45度以下(因为空气温度几乎总在40度以下);但是热泵热水器水温总是要求在40度以上,这时冷凝温度总在45度以上,R22排气温度很容易超过85度(润滑油容易裂解温度),尤其是空气温度在40度以上时。因此,R22用于热泵热水器会因为R22排气温度高,致使压缩机润滑油冷却不好,裂解速度急剧加快,从而使压缩机寿命缩短。并且R22的ODP值为0.05,对臭氧层有破坏作用,但是根据《蒙特利尔议定书》规定,从2004年开始欧洲地区以R407C和R410A替代R22,同时日本地区则开始全部使用R410A制冷剂,即以1985年的生产量为基准,2003年压缩为65%,2010年为35%,2015年为10%,到2030年时,发达国家将全面禁用R22,发展中国家也将于2040年淘汰R22。根据制冷剂替换时间表,我国最迟必须在2040年全面禁止制冷剂R22产品的生产。

R134a(CH2FCF3)属于环保制冷剂,排气温度也低,但是其沸点(标准大气压下)为-26.5度,这会导致热泵在冬季因为制冷剂蒸发缓慢而使制热效率低下,因此,我们见到的R134a全是用于室内制冷设备,或者热带地区,北方室外制冷设备没有用的(除非冬天不用该设备)。

R415b,为混合制冷剂,是由清华大学朱明善教授系发明的(联合国环境规划署国际制冷空调热泵技术委员会委员)国际制冷统一编号:R415A、R415B、R418A、R425A,并已列入国家重点环境保护实用技术(A)类项目推广使用。荣获国务院“国家技术发明奖”、国家环保总局“国家重点环境保护实用技术A类推广项目”、并取得美国国家环保总局《SNAP计划》认证,在欧美地区得到了广泛应用。其ODP不为零,且与417a相比,排气温度稍高一些。R415b替换R22后,系统制热能力有大约10%的衰减。

R417a为混合制冷剂(HFC-143、HFC-125和R600), 最早由罗地亚1997年发明(2005年卖给杜邦,李兵为负责人),欧洲主要用来替换R22工质(不够环保和节能),占了替代工质的80%市场份额,根据《蒙特利尔条约》,中国将开始逐步淘汰R22工质,R417a是替代选择方向之一。R417a具有环保,高效和排气温度低等特点。比较适合热泵热水器用,如今,国内热泵热水器厂家开始增大该制冷剂的使用范围,国内出口欧洲的空调使用R417a较多。

R417a有个一个缺点:替换后的系统,系统制热功率衰减10%左右;也就是说,10匹压机能力变成了约9匹的能力。 由R417A发明厂家罗地亚公司提供的检测表格可以看出,同样的空调,用R417A比R22的效率相比提高了13%(3.00/2.65),这是其优点。但是用R22的制热量为3548瓦(热泵热水器只需要制热),用R417A的制热量为3149瓦,用R417A比用R22制热量衰减了10%。这就是R417A用于制热时的不利一面,需要设计时加大压机及换热器的配比来弥补衰减。

1.5 空气优缺点
1.5.1 优点:

空气能热水器主要向空气要热能,具有太阳能热水器节能、环保、安全的优点,又解决了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的问题。由于空气能热水器通过介质交换热量进行加热,不需要电加热元件与水接触,没有电热水器漏电的危险,也消除了燃气热水器中毒和爆炸的隐患,更没有燃油热水器排放废气造成的空气污染。

空气能热水器最大的优点是“节能”。拿具体数据来说:30℃温差热水价格分别为:电热水器1.54分钱/升热水(电价0.42元/度);燃气热水器1分钱/升热水(气2元/立方米);热泵热水器是通过大量获取空气中免费热能,消耗的电能仅仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能量,因此热效率高达380%-600%,制造相同的热水量,热泵热水器的使用成本只有电热水器的1/4,燃气热水器的1/3。

1.5.2 缺点:

1、环境适应性问题

空气能热水器的热量来源就是我们都必须要的空气而作为一种节能产品其节能程度的好坏都与COP值能效比密切相关。由于市场上大部分的空气能热水器设计正常工作温度在0-40℃。故在环境温度比较高的南方,空气能热水器往往有上佳的表现。而冬季气温只有-10℃的北方城市空气能热水器很难达到设计中预想的效果。如果气温为-20℃机组甚至都不能启动。

2、安装

家用空气能热水器往往需要一个水箱来加热和储存热水。以一家3-5口人为例需要150L-210L的水箱。这样大尺寸的水箱不容易与整体家居协调,这样消费者只能安装在阳台上。但随着人们对家居环境要求的提高,阳台上的这个大家伙消费者是不愿意接受的。

3、消费者对热泵热水器认知程度

热泵热水器在国内市场是一个新生事物,消费者对它的认知程度还很低。有很多人认为用一份的热量就能得到三份的热量是不可能实现的,而且对有关热采技术应用的其它产品也是一样,虽然热泵空调器普及率已经非常高。人们的认识仅仅局限在空调器是耗电大户,却不知道其比烧煤球炉了、更节能。如今国内市场,因为一些较大的商场还没有空气能热水器销售,所以消费者对空气能热水器的认知还是很低。

1.6 传热比较

1、水循环式。水循环的机体是将水泵和换热器放进主机里,保温水箱只起到储存热水的作用。一般像商用机安装在楼顶或比较宽松的地方。采用这种方式,循环水泵容易出故障,像商用机的话,当发生故障时较容易维护,而家用机维修起来更困难,因为一般的家用机水泵多安装在室外墙壁,1P、2P的机组都将水泵整合在机箱里面,相对来说技术也成熟很多。

2、内盘铜管式。对于内盘铜管式家用机,是将内盘铜管式换热器置于承压保温水箱内,铜盘管换热器与水接触直接换热。自来水中,含有一定的氯离子,但氯离子含量不对铜构成腐蚀。淡水、海水环境中,因铜自身氧化膜的存在,不产生腐蚀。但是,若水箱中的水进入压缩机时,会烧掉压缩机。进入2009年以后,基本上在盘管这块,大部分厂家都选用不锈钢316做内盘管,大大的提升了内盘机在水中扛腐蚀、氧化的性能。

3、外置盘管式。外置盘管式热水机,是将换热铜管盘在内胆外壁,铜管与水是分离的,从而是隔着内胆与水换热。这样的方式有一个弊端,就是加热速度慢,因为铜管要先加热水箱内胆,再加热冷水。最终导致空气能热水机不节能不省电。而且,铜管在加热内胆的同时也加热了保温层,导致保温层二次发泡,如果长期使用易致使水箱爆裂。外置盘管式虽然有效防止了铜管被腐蚀现象,但使得冷媒与水不能充分交换热量,这时压缩机将长期处于高温高压状态,将大大影响压缩机的使用寿命。

二、空气能热泵

空气能热泵就是利用空气中的热量来产生热能,能全天24小时大水量、高水压、恒温提供全家不同热水、冷暖需求,同时又以消耗最少的能源完成上述要求。

随着经济的发展,人们对生活质量的要求也越来越高。人们对冲凉洗澡的要求也越来越高,燃气热水器、电热水器、太阳能热水器都远远满足不了人们对舒适节能和安全的需要。在欧美发达国家,冷、热水使用的比例是1:9(中国是9:1),欧美国家的冷水只作饮用或冲厕、洗车用,而在其他方面都是使用热水。欧美国家家庭中央热水器的市场占有率在90%以上(中国不到3%)。

2.1 空气能热泵类型

从压缩机的型式来看:有全封闭和半封闭活塞式压缩机、涡旋式压缩机、半封闭螺杆式压缩机等

按机组容量大小分:有别墅式小型机组和中大型机组

按机组结构来分:有整体式机组和模块化机组

按功能分:一般热泵机组 、热回收机组、蓄冷热机组

2.2 发展历史
2.2.1 第一代 大功率燃气:
  • 1、出水温度和水压受气候条件影响大,不稳定不易调节水温。
  • 2、燃烧能耗高并伴随排放大量有毒废气,使用年限低。
2.2.2 第二代 大功率电热水器:
  • 1、主要是能耗超高,容易漏电伤人,储水量不足。
  • 2、水温过高内胆结垢严重使用寿命短。
2.2.3 第三代太阳能热水器:
  • 1、理论上最为节能,但是考虑到实际情况现实环境中会经常下雨阴天及北方冬季等需要外加电辅助,就相当一个电热水器安全隐患大。
  • 2、由于一般太阳能为开式系统热水的水压完全由高差决定舒适性差。
  • 3、一般太阳能所使用的真空管极易破碎维修麻烦使用年限较低。
2.2.4 第四代:空气能热泵
  • 1、没有安装条件的限制。
  • 2、使用安全,由于没有电元件直接与水接触,因此不会有漏电危险。
  • 3、节能省电,其耗电量仅为普通电热水器的1/4、燃气热水器的1/3和太阳能热水器的1/2。
2.2 工作原理

空气能热泵是按照“逆卡诺”原理工作的,逆卡诺循环原理。通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。具体过程是:压缩机将冷媒压缩,压缩后温度升高地冷媒,经过水箱中的冷凝器制造热水,热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环,在这一过程中,空气热量通过蒸发器被吸收导入冷媒中,冷媒再导入水中,产生热水。通过压缩机空气制热的新一代热水器,即空气能热泵热水器。形象地说,就是“室外机”像打气筒一样压缩空气,使空气温度升高,然后通过一种-17℃就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内,再将热量释放传导到水中。

运用热泵工作原理制热,与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦,电制冷2800瓦。根据热平衡的原理,同时最少产生2800瓦的热量,加上输入的1000瓦电,实际产生的热量在3000——4000瓦,把这些热量输送到保温水箱,其耗电量只是电热水器的四分之一(电热水器即使热效率100%,输入1000电也只有1000瓦的热)。

空气能热水器则不需要阳光,因此放在家里或室外都可以。故大部分厂家的机子都有分体机和一体机之分,太阳能热水器储存的水用完之后,很难再马上产生热水。如果电加热又需要很长的时间,而空气能热水器只要有空气,温度在零摄氏度以上,就可以24小时全天候承压运行。这样一来,即使用完一箱水,一个小时左右就会再产生一箱热水。同时它能从根本上消除了电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患,克服了太阳能热水器阴雨天不能使用及安装不便等缺点,具有高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点。空气能热水器的寿命一般可以达到10至15年。

2.3 空气能热泵特点
2.3.1 优点

“安全+省钱+舒服+环保+经久耐用”:

  • 1、安全:不用燃气,不会产生任何废气,更不会出现“煤气中毒”;不用电加热棒加热,不会有漏电危险,呵护家人健康安全。
  • 2、省钱:COP值超过3以上,能效比高,绝对省电、省钱。可节省2/3~3/4的电费支出,或节省1/2~2/3的燃气费支出及太阳能热水器的辅助加热费用。
  • 3、舒适:专利技术-过流式间接加热,全自动定温有压供水,在使用热水时绝不会忽冷忽热,热水有压力,舒适感好。全天候、全年候供水,弥补了太阳能热水系统阴雨天、晚间、无阳光、上冻时无热水可用的尴尬。
  • 4、环保:空气(热泵)热水器排出的冷风,有利于降低室温。
  • 5、经久耐用:精选世界名牌零配件,五重防锈技术,外壳采用耐腐蚀、超厚度的涂层钢板或不锈钢板,设备性能稳定,使用寿命达十五年。

热效率高

与燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电热水器相比,热泵热水器是热效率最高的热水器。

燃油锅炉效率65%—75%、电热水器的效率70%—80%、热泵效率300%—500%。

由于热泵热水器高达300%—500%的热效率,使得制备热水的成本及其低廉,自然就会省电。其他热泵产品也同样省电,只不过差异在省多少。

供暖制冷一体

空气(热泵)热水器集供热水、取暖、除湿、降温、空气滤净等各项功能为一体:

全年候不管阴晴雨雪,全天候24小时不间断连续自动提供热水;

高效除湿,每天24小时最大除湿量6~8公斤,梅雨及阴雨天气效果明显;

过滤室内空气,安装在厨房时效果比较明显。

附加采暖附件,冬季可使室内升温5℃以上,使学习、娱乐、睡觉时更舒爽。

低温也能运行

不管阴、晴、昼、夜,只要有空气就能制造热水。在常温下,每小时可制造180L热水。但在天气较冷、环境温度较低时、会略有降低。特别是在—10℃下容易结霜,化霜问题是其他品牌热泵的主要区别。

2.4 维护方法
  • 1.空气源热泵热水器是自动化程度较高的设备,使用时定期进行机组状态检查,若能对机组进行长期有效的维护与保养,机组的运行可靠性和使用寿命都会得到意想不到的提高。
  • 2.空气源热泵热水器经常检查机组的电源和电气系统的接线是否牢固,电气元件是否有动作异常,如有应及时维修和更换。
  • 3.机外安装的水路过滤器应定期清洗,保证系统内水质清洁,以避免机组因过滤器脏堵而造成主机损坏。
  • 4.机组周围请勿堆放杂物,以免堵塞进出风口,机组四周应保持清洁干燥,通风良好。
  • 5.用户在使用和维护空气能热泵机组时应注意:机组内所有安全保护装置均在出厂前设定完毕,切勿自行拆装或调整。
  • 6.经常检查水系统的补水、水箱安全阀、液位控制器和排气装置工作是否正常,以免空气进入系统造成水循环量减少,从而影响机组的制热量和机组运行的可靠性。
  • 7.经常检查机组的各个部件的工作情况,检查机内管路接头和充气阀门是否有油污,确保机组制冷剂无泄露。
  • 8.机组周围应保持清洁干燥,通风良好。每年清洗空气侧换热器,来保持良好的换热效果。
  • 9.检查水泵、水路阀门是是否工作正常,水管路及水管接头是否渗漏。
  • 10.主机冷凝器清洗,我们建议每两年使用50℃-60℃、浓度为15%的热磷酸液清洗冷凝器,启动主机自带循环水泵清洗3小时,最后用自来水清洗3遍。以备清洗时接管。禁止用腐蚀性清洗液清洗冷凝器。
  • 11.若停机时间较长,应将机组管路中的水放掉,并切断电源,套好防护罩。再运行时,开机前对系统进行全面检查。
  • 12.当空气源热泵热水器实际出水温度与机组控制面板显示数值不一致时,请检测感温装置是否接触良好。
  • 13.水箱需在使用一段时间后(一般为3个月,具体根据当地水质而定)需清洗水垢。
  • 14.机组出现故障,用户无法解决时,请及时向售后服务部报修,并告知故障代码,以便及时派人维修。

三、空气能热水器

空气能热水器,也称“空气源热泵热水器”。“空气能热水器”把空气中的低温热量吸收进来,经过氟介质气化,然后通过压缩机压缩后增压升温,再通过换热器转化给水加热,压缩后的高温热能以此来加热水温。

Thomson教授(即Lord Kelvin勋爵)发表论文,提出了热量倍增器(Heat Multiplier)的概念,首次描述了热泵的设想吸收空气中的低能热量,经过中间空气能热水器介质的热交换,并压缩成高温气体,通过管道循环系统对水加热,耗电只有电热水器的1/4。避免了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。由于空气能热水器的工作是通过介质换热,因此其不需要电加热元件与水接触,没电热水器漏电的危险,也没燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险,更没有燃油热水器排放废气造成的空气污染。

空气能热水器具有高效节能的特点,同电量、时间下,可加热的相同温度热水量是一般电热水器4-6倍,其年平均热效比是电加热的4倍,利用能效高。

空气能热水器是通过介质换热,因此其不需要电加热元件与水直接接触,避免了电热水器漏电的危险,也防止了燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险,更有效控制了燃气热水器排放废气造成的空气污染,也克服了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点,因此放在家里或室外都可以。太阳能热水器储存的水用完之后,很难再马上产生热水,如果电加热又需要很长的时间,而空气能热水器只要在零摄氏度以上,就可以24小时全天候承压运行。这样一来,即使用完一箱水,一个小时左右空气能热水器甚至更短时间内就会再产生一箱热水。同时它也能从根本上消除电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患。

空气源热泵热水器顾名思义就是把空气中的热量通过冷媒搬运到水中,传统的电热水器和燃气热水器是通过消耗燃气和电能来获得热能,而空气能热水器是通过吸收空气中的热量来达到加热水的目的,在消耗相同电能的情况下可以吸收相当于三倍电能左右的热能来加热水。

继 GB/T29780-2013《热泵热水器压缩机》于2014年5月1日正式实施之后,有关空气能热泵热水器的另一项强制性国家标准《《热泵热水机(器)能源效 率标识实施规则》(修订)也将于2015年1月1日起开始实施。对此,相关专家指出,空气能行业正在以行业规范及技术的创新撬动市场。

近两年来,严重的雾霾天气和我国节能减排工作力度的加强,促使空气能行业进入了一个快速发展的时期。奥维数据显示,2014年1—6月,在热水器市场,虽然空气 能热水器的销量占比仅为0.3%,但销售额占比却已经达到5%。这种成倍数的销售额放大,是空气能热水器在技术和价格上与普通热水器相比所独具的特点。

3.1 工作程序

制冷四大件:蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置四个部件。

稳定三大件:储液罐(压缩机),膨胀阀(毛细管),干燥过滤器(过滤水份和杂质)

除霜一大件:四通阀

突破传统能量转换理论,实现高能效:

热泵在工作时,工质能在蒸发器中吸收环境介质贮存的能量QA;

而启动系统需要消耗能量,即压缩机耗电QB;

同时工质在冷凝器中释放到高温介质的热量QC;

压缩机输入功启动系统后,由机械动能变成热能。所以热泵输的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA之和;输入一个QB,得到QB+QA,突破传统单一不同能之间转变无法达到100%效率的瓶颈;采用热泵技术能效比更高。

3.2 工作原理

空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的,具体来说,就是“室外机”作为热交换器从室外空气吸热,加热低沸点工质(冷媒)并使其蒸发,冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱,将热量释放至其中的水并冷凝液化,随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。简单来说是吸收空气中的热量来加热水,被吸收热量的空气也可被运用到厨房,解决闷热问题。

3.3 空气能热水器的优点
3.3.1 节能

毋庸置疑,空气能热水器最大的优点就是节能。将空气中的低温热能通过压缩机转化为高温热能,以相同的热水制造量为基准,和电热器热水器相比,最大化节约电能,使用成本只有电热水器的1/4,而和传统的燃气热水器比,不用耗用任何的煤气燃料,使用成本只是燃气热水器的1/3。以空气为主体,节约能量,不仅可以节约人们的使用成本,更是顺应了世界节能的主体,这就是空气能热水器最大的亮点之一。

3.3.2 便捷

空气能热水器的卖点是空气,而对于家居用品来说,人们最基本的需求之一就是使用方便,因此,便捷成为了空气能热水器的第二大亮点。因为空气的数量不受室内室外、晴天阴天的影响,和太阳能热水器相比,空气能热水器就显得非常便捷,无论是安装在室内或室外,更不论阴天晴天,温度在零摄氏度以上,都可以使用。此外,用完一箱水后,空气能热水器只需要不超过一小时的时间便可以再制造一箱热水,可供一家人全天候使用。

3.3.4 安全

电热热水器存在漏电的安全隐患,燃气热水器存在煤气中毒的忧患,和这两种热水器相比,空气能热水器通过介质换热,避免了电加热元件和水直接接触,这样一来就解决了电热热水器存在的漏电隐患,其次,因为原料是空气,因此也排除了燃气热水器煤气爆炸或者煤气中毒的可能性,让人们使用得更加舒适无忧。

3.3.5 环保

节能和环保是相辅相成的,而环保是空气能热水器在节能优势上的又一加分点。首先,空气能热水器利用电能压缩空气制造热能,不排放废气和有毒气体,不仅安全,更营造了一个无污染的沐浴环境。其次,空气能热水器的使用时间长达15-20年,高寿命不仅可以减少人们更换热水器的成本和麻烦,在某种意义上来说,更是减少了垃圾制造,这也是环保的一个重要方面。

3.4 空气能热水器的缺点
3.4.1 环境适应性问题

空气能热水器的热量来源就是我们都必须要的空气,而作为一种节能产品,其节能程度的好坏都与COP值能效比密切相关。由于当今市场上大部分的空气能热水器设计正常工作温度在0-40℃,故在环境温度比较高的南方,空气能热水器往往有上佳的表现。而在冬季气温只有-10℃的北方城市,空气能热水器很难达到设计中预想的效果。如果气温为-20℃机组甚至都不能启动。基本上冬天只能电加热(大号电水壶,而且温度低了会自动加热)

3.4.2 空气能热水器安装问题

家用空气能热水器往往需要一个水箱来加热和储存热水。以一家3-5口人为例需要120L-150L的水箱。这样大尺寸的水箱不容易与整体家居协调,这样消费者只能将空气能热水器安装在阳台上。但随着人们对家居环境要求的提高,阳台上的这个大家伙消费者是不愿意接受的。

3.4.3 消费者对热泵热水器认知程度

热泵热水器在国内市场是一个新生事物,消费者对它的认知程度还很低。有很多人认为用一份的热量就能得到三份的热量是不可能实现的,而且对有关热采技术应用的其它产品也是一样,虽然热泵空调器普及率已经非常高。人们的认识仅仅局限在空调器是耗电大户,却不知道其比烧煤球炉更节能。当今,因为一些较大的商场还没有空气能热水器销售,所以消费者对空气能热水器的认知还是很低。

3.4.4 购买成本非常高

一台空气能热水器可以购买很多燃气热水器了。虽说有点节能,但这个成本可以用来交电费或燃气费七八年了。

3.5 行业现状

业内人士分析认为,随着消费者对产品认知度的提高,用户从高端群体逐步向中等收入群体转移,成为空气能热水器的一个重要的增长点,一旦市场规模化,未来家用空气能热水器的价格被拉到4000元以下,也是大势所趋。

长期以来,空气能热水器呈现波折式上升发展。一方面,由电能热水器与太阳能热水器造成的消费热潮久久未散,使其一度遇冷。另一方面,公众对空气能热水器的认知度并不高,同时由于产品技术开发需要大量资金,导致大部分厂家于宣传方面的资金投入有限,因此推广之路受阻,重重受限。当下资金短缺状况已得到一定程度的改善,部分空气能热水器厂家获得了专项资金支持,以使得产品在大力技术研发同时,拥有一定资金进行宣传推广。

其次,空气能热水器普及率并不高,一则因为其技术仍待开发升级,部分缺陷(低温情况下能效低、占用空间较大等问题)有待克服;二则所需购买资本较为昂贵,高于一般热水器的市场价格。空气能热水器的技术突破有目共睹,不仅大大缩小了自身体积,更克服了低温问题。由于其拥有低耗能,高环保等优势,因此受到国家节能惠民工程政策的支持,加大对其补贴额度,利于全民推广。

最后,空气能热水器的品牌化之路坎坷。由于市面上拥有诸多品牌,优劣并存,难免有鱼目混珠的不法商家从中获取暴利。因而在空气能热水器进一步发展过程中,重中之重便是建立品牌形象。当今这几年,随着空气能热水器能效衡量标准的出炉,将有20%左右的厂商面临市场淘汰,此举更加利于实力品牌进一步拓宽市场,实现品牌化销售。

3.6 国家标准

为了规范市场秩序,2009年9月1日,由美的、同益、沐裕、天舒等新能源家电企业参与制定的,中国首部空气能热水器国家标准《家用和类似用途热泵热水器》,于2009年9月1日正式出台实施。该标准统一了家庭用空气能热水器的测试条件和方法,并规定在标准环境下,其能效比不低于3.4,循环加热能效比不低于3.7。

3.7 比较优势
3.7.1 与电热水器比较

我们可以拿空气能热水器和电热水器相比较。电热水器是用电热棒加热。而空气能热水器通过吸收空气中的热量来加热水温。空气能热水器每消耗1度电产生的热量相当于电热水器消耗4度电产生的热量。从节能方面来说,空气能热水器远比电热水器省电。其次,从安全性来说的话。空气能热水器仅仅是将压缩升温后的热量转移到水箱中进行加热,所以水和电是完全隔离开了的。而电热水器电热棒是直接在水中加热的。所以,很容易发生漏电事故!

3.7.2 太阳能热水器比较

两者都是利用空气能和太阳能这两种大自然可再生能源进行工作的。那两者之间区别在哪?

在一年四季包括冬天日照时间充足的话,太阳能热水器的效果非常明显,而如果遇上长时间的雨雪阴天的话。太阳能热水器就体现不出制热效果来了。而空气能热水器就不会受到天气和季节的影响。它可以随时给用户提供热水。说白了,就是有空气的地方空气能热水器就能有热水!

3.7.3 与燃气热水器比较

燃气热水器是通过燃烧可燃气体加热水温的,同时,会产生二氧化碳等温室气体。如果地球上不断的大量的二氧化碳存在于空气中久而久之会使地球环境产生温室效应!而空气能热水器仅仅是把空气中的热量来加热水温,不会排放任何有毒有害气体。在节能减排的时代下是真正节能环保的热水器。其次,燃气热水器说不定会发生燃气泄露造成人体一氧化碳中毒事故。所以,空气能热水器的安全性完胜燃气热水器。

四、产品选型

空气能热水器技术源于空调,但又不完全等同于空调,由于工作环境不同,比较恶劣的使用工况对压缩机品质的要求很高,据我所知,在如此恶劣工况下可以维持较长使用寿命和达到较高能效比的,只有松下和谷轮两种压缩机,所以建议您在选购时首先要看看其使用的是什么压缩机。

空气能产品在国外已经应用了几十年,技术早已成熟,国内的厂家只是仿制而已,技术大同小异,基本同质化了。严格来说,只要做过空调,具备起码的研发能力和焓差房等实验设备,在这基础上进行改良和匹配试验,做好空气能是轻而易举的事,并不象某些厂家吹嘘的那样是什么高新技术。那些打着德国技术、美国公司旗号的牌子,大都是骗人的,不要相信。空气能热水器哪还是不要太迷信外国的品牌比较好。前段时间被中国质量万里行曝光的所谓美国公司在江门开的全球最大的热泵生产基地,原来只是一间连起码检测设备都没有的螺丝刀工厂,就是一个最好的证明。

建议从以下几个方面选购空气能热水器:

  • 技术的权威性:看下空气能产品所在企业的技术是否得到行业的认可,是否拥有政府认定的工程技术研发中心,有没有承担或参加过国家级的空气能热水器科研项目。
  • 品质的可靠性:判断空气能热水器产品品质的一个重要指标就是看压缩机,压缩机可以说是空气能热水器的心脏,在压缩机应用上松下、三菱、艾默生等品牌比较知名,部分企业采用国产空调压缩机,机组性能和寿命无法得到保证。
  • 品牌的专业性:针对空气能行业而言,有些品牌只做空气能产品,有些是通过其他领域转型过来,有些则是半路出家。所以消费者在选择空气能品牌和产品的时候就要结合以上两点来判断品牌的专业性和技术的成熟度。
  • 性能的优越性:在选购空气能热水器产品时,除了要对照节能、环保、安全等相关行业共性的优点和数据外(这是所有空气能热水器都相通的功能和卖点),关键要综合考量产品的其他附加性能,比如日常清洁、保养、智能保温性能等。
  • 售后的保障性:但消费者在选购时也不能简单地轻信保修期限,比如有没有专人不定期巡查检修,报修多少小时回应,维修多少小时上门等。如今行业做得好的品牌服务承诺年限为:家用机主机保修3年,水箱保修5年。
4.1 具体选购操作
4.1.1 看品牌

选择市场上较为常见的专业品牌,因为空气能市场集中度较低,鱼龙混杂,以前做太阳能以及空调的做厂家也在售卖空气能热水器,但是其研发及生产都不具备专业空气能的生产条件。2014年市场上空气能产品有很多,厂家看到哪个产品赚钱就往哪个产品里去,如果没有一定的技术基础支持,生产出来的产品也就没有了保障,特别是对于空气能热水器这样的新型产品,所以在选择空气能热水器时,尽量选专业、品牌的产品。

4.1.2 看样板

专业的大厂过往有较多的大型工程和样板,特别是在寒冷的北方,甚至西藏能有较多样板工程的企业的产品更稳定且技术及节能性更强。水箱恒温要好,这个功能是考虑到客户所需要的,恒温功能可保证洗浴时的水不会出现忽冷忽热的现象,避免烫伤客户,特别是对于有老人和小孩的家庭, 同时,可以满足家庭的冬天热水需求。

4.1.3 看重量

应为一台标准的设备的主要配件由 压缩机 四通阀 电控 套管换热器 翅片换热器等组成,而某些厂家虚标准热量用,较小的压机以及换热器组装设备,但其设备的直热功率远达不到标注的值。以一台标准的13匹直热式设备(PASHW130SB-2-C)为例,其标准砖净重为310KG。

4.1.4 看服务

这点也是最重要的一点,大品牌的专业厂家的的三包政策为6.5年全免费包修,而山寨小厂因为其产品质量等原因只敢保修2年。而保修 和包修 还是有本质却别的,大家百度一下两者的区别!切记。空气能热水器一般有一体机和分体机两种,在空气能起步阶段,客户选择较多的是一体机,但一体机有个缺点,就是维修比较麻烦;所以对于家中安装热水器的地方不是特别小的话,建议使用分体机,这样利于维修保养。

五、设备安装

  • 一、接上水管
  • 二、水箱灌水
  • 三、插上电源
5.1 主机安装
  • (1)勿安装在有高频设施的场所,以免影响控制功能的正常使用;
  • (2)勿安装在有油烟的场所,以免油烟附着空气侧换热器翅片,影响节能效果;
  • (3)机组可安装在外墙、屋顶、阳台、地面上;出风口应避开迎风方向;
  • (4)安装基础或安装支架须坚实、牢固,其应能承受机组运行的重量;在出现强风(台风)的地区或当机组要求固定时应使用M10 X 100的膨胀螺栓作为固定机组的紧固件,防止机组运行摇动或产生不必要的机械噪音,确保机组运行平稳;
  • (5)如果设置雨棚,应防止机组空气侧换热器因遭受外部环境而影响换热,注意保证其吸热、散热不受阻碍; (6) 机组冷凝水应采取排水软管引水至下水道或排水沟;
  • (7)安装时应杜绝进、排风产生循环换热,同时进、排风口应保留一定的净空间,若空间不够,必须安装排风引管将冷空气及时引出;
  • (8)建议机组安装时应需在底脚处加垫橡胶垫块,以作防震与防噪处理。
5.2 水箱安装
  • 1、保温水箱应安装在距主机2.5米的范围。可随热泵安装在室外如阳台、屋顶、地面,亦可安装在室内。贮水箱必须坐地式安装,底下垫上10cm的垫脚,安装场合基础坚实,必须承受到500Kg的重量,不可挂在墙壁上。
  • 2、贮水箱附近,以及自来水管和热水管接口,接口上装有阀门。

注意:电源插座必须可靠接地!

水路的连接:

  • 1、将止回阀/泄压阀的一端与自来水管相连,另一端与水箱进水口接管相连。注意:贮水箱的出水口必须接一段1.5米以上的PPR管。
  • 2、注满水:打开自来水进水阀,打开热水管中出水龙头。开始注水,直至出水龙头有水溢出时方为注满,关闭出水龙头。贮水检漏,确保不漏水即可。

说明:第一次使用插电源前必须确保保温水箱中水已注满。

5.3 注意事项
5.3.1 热水器安装位置:

首选:封闭式阳台内,封闭阳台是个半开放空间,可以自主掌握;热水器安装在这个位置夏季可以当空调使用(适合于午休),冬季又是一个新风机置换空气,是个极佳的安装位置。东北地区有强烈愿望的客户则必须安装在这个位置。

次选1:室外露台,大房子房前屋后的露台也非常适合安装空气能,方便、安全。

次选2:空调机位,一般房屋都有空调机位,这个位置稍作改进也非常适合安装空气能,如果遇到比较窄的空调机位无法安装的。

次选3:墙外小平台、梁柱,这些位置安装热水器,可能需要做些加固。

次选4:屋顶平台,原先安装太阳能的位置可以安装空气能,要注意冷热水管都要有,电源插座要有防水盒(购买暖洋洋品牌时可以要求赠送)。

次选5:卫生间、厨房,如果卫生间或厨房位置比较宽裕,也可以安装在这些地方,但必须注意布置排水设施。

尾选:挂墙安装,挂墙安装存在一定的危险性,客户尽量不要选择,理由是遇到地震等震动有可能掉下来;如果客户执意要挂墙安装,

优选:同等条件厨房近距离优选,热水使用频率最高的是厨房,其次是公用洗手间,距离越近冷水越少;热水器一年下来,有50%的热水是被厨房使用的。

5.3.2 排水设施:

安装空气能热水器在使用过程中有冷凝水排出,所以安装位置要有地漏、水沟等可以排水的设施。

5.3.3 仪表安装位置:

仪表也就是控制面板需要就近安装,避免淋雨即可;由于运行方式大多选择“经济模式”,控制面板实际上很少操作,没有必要安装在非常显眼的位置,阳台、走廊的墙上都可以安装。

5.3.4 水管布置:

空气能热水器的进出水管优选25PPR管(俗称6分管),注意水管螺口还是4分;空气能热水器是中央热水器,出水管实际上是总管,口径要大些,这样可以避免“忽冷忽热”现象。

安装回水装置的客户,回水管口径只要4分就行。

5.3.5 电源插座:

电源插座为三脚插,线径1.5平方(或以上),最好带防水盒。

5.3.6 上门安装的基本要求:
  • 散装机必须上门安装,所以要携带真空泵、水平仪、铜管扩接口工具,特别是真空泵,这是关键设备。
  • 盘管与连接管必须抽真空,真空度要达到550毫米汞柱及以上;如果采用冷媒驱赶铜管内部空气,势必会减少冷媒数量(冷媒很贵厂家不会多加的)而影响制热效率,也会污染环境。
  • 主机水平度偏差要小于5mm
5.3.7 试机程序:
  • 先接冷水管,冷水管接有安全阀位置的入水口(冷水管接口应该安装检修阀);
  • 水箱灌水,向水箱灌水是最重要的环节(灌水必须在热水管连接之前完成),热水口出水有水流出后(表示水箱已经灌满水)关闭阀门,停止灌水;
  • 接热水管,开启进水阀门;
  • 插电源线开机运行
  • 检查水管电线、倾听声音、查看风扇、观察仪表,运行10分无异常后试机完成。
5.3.8 不能随意移动水温探头:

水温探头不可以脱离水箱温度探测盲管,以免造成机组加热器过热,损坏机组。

5.3.9 热水温度要合适:

当热水温度50度以上时,必须冷热水混合使用,以免烫伤。

5.3.10 保险丝的选用:

不要用铜丝或铁丝代替,可能造成故障或引发火灾。

5.3.11 确认用电设备的使用功率:

主电源要符合热泵热水器功率的要求,用电须符合国家民用/商用使用要求。否则会使机组过压,欠压运行而损坏,甚至发生火灾。

5.3.12 漏电保护开关:

客户应该安装功率相等的漏电保护开关,且接地性能良好。

六、常见问题

空气能热水器在使用过程中,常会遇见一些问题,详细分析后均有相应的解决方案。

6.1 基本常识
6.1.1 水垢问题

会不会产生水垢因为空气能热水器-家用热泵热水器采用中温(55℃)及特有的专利技术“过流式间接加热”方式制造热水,会产生少量的水垢。而一般电热水器为80——100℃加热,所以很容易产生水垢,继而造成热效率降低,耗电量增加,出水压力减少,甚至引发安全事故。

具体根据当地水质而定。一般情况下温度越高结垢会越严重,因为空气(热泵)热水器采用中温(55℃),在水硬度较低的地区,基本不会产生水垢。在水硬度较高的区域空气热泵热水器也会产生水垢问题。当水垢达到一定的程度时,会导致高温冷媒的热量不能交换出而升高,受到空气能热泵压力保护的影响,导致热泵热水器停机。这时就需清洗水垢。结垢问题也可选用:硅磷晶,软水机等进行水质软化处理。

6.1.2 温度,用水量

洗澡水温最适当为42℃,中老年人可略高1-2℃,淋浴时用水每人约40~50升。浴缸及按摩浴缸根据容量确定。

6.1.3 供水量

从产品性能及理论上讲,空气能热水器-家用热泵热水器,可循环往复,不停制造热水。常温下,每小时可制造热水如下(45℃-55℃):根据机组大小而定。

人数 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9
机子 1P 150L 1P 200L 1.5P 200L 1.5P 260L 1.5P 320L 2P 320L 2P 400L
6.2 使用故障
6.2.1 压缩机失油

分析原因:1、吸入压力过低2、制冷剂回路堵塞3、热力膨胀阀开启太少

解决方法:1、提高蒸发器侧负荷,检查吸入管道阀门有无堵塞2、检漏,添加制冷剂3、清洗或更换热力膨胀阀

6.2.2 压缩机噪音大

分析原因:1、油压过低3、消声器、吸排气阀门坏或者破碎2、机内管路,阀件紧固部分松脱,振动3、热力膨胀阀开启过大

解决方法:1、更换润滑油、消声器、吸排气阀门2、检查紧固压缩机,管路,阀件3、调整热力膨胀阀开启度

6.2.3 压缩机不停机

故障原因:1、传感探头阻值不对或传感线断落2、温控器位置安放有误或失灵

解决方式:1、更换传感探头2、重新安放或更换修理温控器

6.2.4 运转正常但制热能力差

分析原因:1、压缩机排气阀、热力膨胀阀损坏2、缺少系统制冷剂或系统内有空气等不凝性气体3、除霜控制器,时间继电器失灵4、电磁换向阀内泄露5、亲水铝片被灰尘堵塞

解决方法:1、更换或修理或重新调整开启度2、检漏后补充制冷剂或者更换干燥剂、制冷剂、电磁换向阀3、用刷子和自来水刷洗

6.2.5 压缩机表面结霜

分析原因:1、热力膨胀阀失灵或开启过大2、热力膨胀阀感温包脱落3、热力膨胀阀阀芯卡住或温度设置不当 4、制冷剂充注不足

解决方法:1、调整,清洗,更换热力膨胀阀2、重新包扎感温包3、重新调整4、检漏,补漏,充注制冷剂

6.3 能耗比较
  消耗能源 平均效率 所耗能量 所需费用 人员管理 安全性 环境影响
热泵系统 商用电 450% 9.04度 8.1元 安全可靠 无任何污染
燃油锅炉 轻柴油 70% 4.9千克 36.26元 专业人员 漏油、火灾、 爆炸等安全隐患 污染严重,一些大、中城市已禁止使用
燃气锅炉 液化气 80% 1.83立方 25.5元 专业人员 漏气、火灾、 爆炸等安全隐患 有燃烧气体排放
电锅炉 商用电 95% 42.8度 38.5元 电热管老化 漏电等危险 无任何污染

注1:设在相同条件下对1吨初始水温为20℃的生活热水进行加热,使水温升高到55℃。

需热量:1000kg×(55-20)℃×1Kcal/kg℃=35000 Kcal

注2:能源价格表:商用电:0.9元/度,轻柴油:7.4元/公斤,液化气:14元/立方

6.4 维护方法
  • 1.空气源热泵热水器是自动化程度较高的设备,使用时定期进行机组状态检查,若能对机组进行长期有效的维护与保养,机组的运行可靠性和使用寿命都会得到意想不到的提高。
  • 2.空气源热泵热水器经常检查机组的电源和电气系统的接线是否牢固,电气元件是否有动作异常,如有应及时维修和更换。
  • 3.机外安装的水路过滤器应定期清洗,保证系统内水质清洁,以避免机组因过滤器脏堵而造成主机损坏。
  • 4.机组周围请勿堆放杂物,以免堵塞进出风口,机组四周应保持清洁干燥,通风良好。
  • 5.用户在使用和维护空气能热泵机组时应注意:机组内所有安全保护装置均在出厂前设定完毕,切勿自行拆装或调整。
  • 6.经常检查水系统的补水、水箱安全阀、液位控制器和排气装置工作是否正常,以免空气进入系统造成水循环量减少,从而影响机组的制热量和机组运行的可靠性。
  • 7.经常检查机组的各个部件的工作情况,检查机内管路接头和充气阀门是否有油污,确保机组制冷剂无泄露。
  • 8.机组周围应保持清洁干燥,通风良好。每年清洗空气侧换热器,来保持良好的换热效果。
  • 9.检查水泵、水路阀门是是否工作正常,水管路及水管接头是否渗漏。
  • 10.主机冷凝器清洗,我们建议每两年使用50℃-60℃、浓度为15%的热磷酸液清洗冷凝器,启动主机自带循环水泵清洗3小时,最后用自来水清洗3遍。以备清洗时接管。禁止用腐蚀性清洗液清洗冷凝器。
  • 11.若停机时间较长,应将机组管路中的水放掉,并切断电源,套好防护罩。再运行时,开机前对系统进行全面检查。
  • 12.当空气源热泵热水器实际出水温度与机组控制面板显示数值不一致时,请检测感温装置是否接触良好。
  • 13.水箱需在使用一段时间后(一般为3个月,具体根据当地水质而定)需清洗水垢。
  • 14.机组出现故障,用户无法解决时,请及时向售后服务部报修,并告知故障代码,以便及时派人维修。

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