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空氣源熱泵熱水器)的工作原理
空氣能熱泵熱水器實(shí)質(zhì)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(huán)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(jī)相同,都是按照逆卡諾循環(huán)工作的,所不同的只是工作溫度范圍不一樣。 一臺(tái)壓縮式空氣能熱泵熱水器裝置,主要有蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥四部分組成,通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的熱量) →壓縮→冷凝(放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程,從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。 空氣能熱泵熱水器在工作時(shí),把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量QA在蒸發(fā)器中加以吸收;它本身消耗一部分能量,即壓縮機(jī)耗電QB;通過工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進(jìn)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(jī)做的功QB和空氣能熱泵熱水器從環(huán)境中吸收的熱量QA;因此,采用空氣能熱泵熱水器技術(shù)可以節(jié)約大量的電能。 空氣能熱泵熱水器技術(shù)發(fā)展史 隨著工業(yè)革命的發(fā)展,19世紀(jì)初,人們對能否將熱量從溫度較低的介質(zhì)“泵”送到溫度較高的介質(zhì)中這一問題發(fā)生了濃厚的興趣。英國物理學(xué)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(fā)生變化”的原理。1854年,W.Thomson教授(即大家熟知的Lord Kelvin勛爵)發(fā)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(shè)想。 當(dāng)時(shí),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(huán)境的影響尚沒有足夠的意識(shí)。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(fā)展長期明顯滯后于空調(diào)的發(fā)展。 上世紀(jì)30年代,隨著氟利昂制冷機(jī)的發(fā)展,空氣能熱泵熱水器有了較快的發(fā)展。特別是二戰(zhàn)以后,工業(yè)經(jīng)濟(jì)的長足發(fā)展帶來的對供熱的大量需求及相對能源短缺,促進(jìn)了大型供熱及工業(yè)用空氣能熱泵熱水器的發(fā)展。1973年的全球性能源危機(jī),進(jìn)一步促進(jìn)了空氣能熱泵熱水器在全世界范圍內(nèi)的發(fā)展。但空氣能熱泵熱水器在世界范圍內(nèi)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用是最近20年的事,如美國,截止1985年全國共有14,000臺(tái)地源空氣能熱泵熱水器,而1997年就安裝了45,000臺(tái),到目前為止已安裝了400,000臺(tái),而且每年以10%的速度穩(wěn)步增長。 我國的空氣能熱泵熱水器事業(yè)近幾年已開始起步,而且發(fā)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(nèi)近兩年剛剛起步。 空氣能熱水器原理的應(yīng)用: 空氣能熱水器原理:通過壓縮機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)工作,吸收空氣中熱量制造熱水。具體過程是:壓縮機(jī)將冷媒壓縮,壓縮后溫度升高的冷媒,經(jīng)過水箱中的冷凝器制造熱水。熱交換后的冷媒回到壓縮機(jī)進(jìn)行下一循環(huán)。在這一過程中,空氣熱量通過蒸發(fā)器被吸收導(dǎo)入水中,產(chǎn)生熱水。這樣的通過壓縮機(jī)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(chǎn)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(chǎn)業(yè),與傳統(tǒng)的燃?xì)狻㈦姛崴鳟a(chǎn)品相比,它不僅安全而且節(jié)能環(huán)保,即使與太陽能相比,也有明顯的優(yōu)勢。它一改傳統(tǒng)太陽能產(chǎn)品只依賴太陽光直射或輻射來收取能源的方式,利用設(shè)備內(nèi)的冷媒從自然環(huán)境空氣中采集熱能并通過熱交換器使冷水升溫。其特點(diǎn)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(tái)和外墻等處,實(shí)現(xiàn)使用的無限制性;并且空氣源熱水器由微電腦控制自動(dòng)運(yùn)行,無需專人職守,保證全天候熱水供應(yīng),同時(shí)結(jié)合其定時(shí)開關(guān)功能實(shí)現(xiàn)低谷用電,實(shí)現(xiàn)更節(jié)約的使用效果。 ?。?)高效節(jié)能:空氣源熱水器是通過大量獲取空氣中免費(fèi)熱能,消耗的電能僅僅是壓縮機(jī)用來搬運(yùn)空氣能源所用的能量,因此熱效率高達(dá)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?xì)鉄崴鞯?/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(diǎn)和優(yōu)勢,在能源問題成為世界問題時(shí),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(huán)保、安全可靠:空氣源熱水器獨(dú)特的使用原理,實(shí)現(xiàn)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(zāi)、爆炸、中毒等危險(xiǎn);同時(shí),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(fèi)熱污染。這些也成為空氣源快速發(fā)展鋪墊了寬闊的道路。 |
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