一、產品概述
1.產品介紹
空氣能熱泵熱水機組(Air-Source Heat Pump Hot Water Unit)是當今世界上開拓利用新能源好的設備之一,是繼鍋爐、燃氣熱水器、電熱水器和太陽能熱水器之后的新一代熱水制取裝置。在能源供應日益緊張的今天,空氣能熱泵熱水機組憑借其高效節能、環保、安全等諸多優勢迅速在市場上得以推廣。
國外同類產品已經相當成熟,在發達國家的使用比例有的高達70%。在日本的應用已經普及,生活熱水工程中有60%-70%使用空氣能熱泵熱水機組,在澳大利亞達到30%-40%,在歐洲、美洲也有大量應用。
根據逆卡諾循環原理,機組以少量電能為驅動力,以制冷劑為載體,源源不斷地吸收空氣或自然環境中難以利用的低品位熱能(-7~43℃,直熱承壓式-15~43℃),轉化為高品位熱能,實現低溫熱能向高溫熱能的轉移;再將高品位熱能釋放到水中制取熱水(40℃-60℃),通過熱水供應管路輸送給用戶滿足熱水供應、供暖需求。
空氣能熱泵中央熱水機組采用目前世界上先進、安全、環保、高效的熱水生產技術,結合我國用戶的使用特點,全新開發出一系列空氣能熱泵熱水機組,在進水溫度、進水壓力、環境溫度等參數不斷變化的情況下,始終保證出水溫度恒定在設定值(出廠設定56℃),40~60℃可調。機組開啟即有高溫熱水產生,源源不斷地流入保溫儲水箱中供用戶使用。
2.系統原理
2.1系統組成
空氣能熱泵中央熱水系統一般由空氣能熱泵熱水機組、保溫水箱、水泵及相應的管道閥門等部分組成。而空氣能熱泵熱水機組一般由壓縮機、水側換熱器、空氣側換熱器、節流裝置、低壓儲液罐、水路調節閥等部分組成。
3.工作原理
根據逆卡諾循環基本原理:
☆低溫高壓制冷劑經膨脹機構節流降壓后,進入空氣側換熱器中蒸發吸熱,從空氣中吸收大量的熱量Q2;
☆蒸發吸熱后的制冷劑以氣態形式進入壓縮機,被壓縮后,變成高溫高壓的制冷劑(此時制冷劑中所蘊藏的熱量分為兩部分:一部分是從空氣中吸收的熱量Q2,一部分是輸入壓縮機中的電能在壓縮制冷劑時轉化成的熱量Q1;
☆被壓縮后的高溫高壓制冷劑進入水側換熱器,將其所含熱量(Q1+Q2)釋放給進入換熱器中的冷水,冷水被加熱到60℃直接進入保溫水箱儲存起來供用戶使用;
☆放熱后的制冷劑以液態形式進入膨脹機構,節流降壓......如此不間斷進行循環。
冷水獲得的熱量Q3=制冷劑從空氣中吸收的熱量Q2+驅動壓縮機的電能轉化成的熱量Q1,在標準工況下:Q2≈3.6Q1,即消耗1 份電能,得到4.6 份的熱量。
二、選擇思路
1.系統整體選擇
擬采用節能環保的空氣能熱水機作為系統的產熱水設備,該設備具有以下優點:
(1)、熱效率高:產品熱效率全年平均在400%以上,而鍋爐的熱效率不會超過100%。
(2)、運行費用低:與燃油,燃氣鍋爐比,全年平均可節約70%的能源,加上電價的走低和燃料價格的上漲,運行費用的優點日益突出。
(3)、環保:熱泵產品無任何燃燒排放物,制冷劑選用了環保制冷劑R22,有些產品還采用了R134a、R410A等新型環保冷媒。
(4)、運行安全,無需值守:與燃料鍋爐相比,運行安全,而且全自動制,無需人員值守。
2.熱泵主機整體選擇
泳泉系列:設計方式為循環式:即采用循環式熱水機制取生活熱水。原理簡圖1:
注:(1)上圖若為循環閉式系統時,則保溫水箱為閉式(承壓)水箱,沒有給水泵,通過承壓水箱自帶壓力向末端供水;
(2)上圖若為循環開式系統時,則保溫水箱為開式水箱,有給水泵,通過該給水泵為熱水增壓,向末端供應。
3.系統設計方式
熱泵機組采用多臺并聯設計方式,組成一個熱水系統。機組互為并聯,又相對獨立。
3.1、運營風險?。合到y中所有機組同時出現故障的幾率極小,若其中一臺或兩臺出現故障,其他機組照常運行,降低故障機組對系統的影響程度,降低運營風險;
3.2、維護成本低:如果采用一臺或兩臺大型機組,當出現故障時,配件的成本相對多臺小機組明顯會高。如更換1個10HP壓縮機,其成本是更換1個5HP壓縮機的2倍左右。
4.系統管網回水控制
擬采用溫度控制方式將進行末端管網回水。如當熱水管道中水溫低于42℃時,回水運行自動開啟,開始管網回水;當熱水管道中水溫高于45℃時,回水運行停止,管網回水結束。這樣既可以滿足熱水供應舒適性的需求,又可節省運行費用,減少水泵運行時間。