空气源热泵机组工作原理有哪些

建能空气源热泵热水器是以空气中的热能作为热源，在－10℃气温以上均能从空气中吸收热量，通过热交换加热冷水，是当今世界上最先进的环保节能的供热产品。
热泵产品热源来自空气，所以同水量、同水温热泵热水器比一般传统热水设备所耗能源都要少，低噪音，长寿命，运行费用是电热水器的1/4，天然气器锅炉、燃油锅炉、燃煤锅炉的1/3，太阳能热水器的1/2。而且在制造热水的同时，排风口排出的是冷风，可以有效利用。

空气源热泵热水机工作原理及结构

一、热泵热水机组工作原理图

空气源热泵热水机主要有五大部件组成：A压缩机、B工质(本文称冷媒)、C蒸发器、D冷热交换器、E节流装置(膨胀阀)五大部分组成。
低温低压的液态冷媒经过蒸发器(空气侧热交换器)吸收空气中的热量蒸发，由液态变为气态——将冷媒从空气中吸收的热量设为Q1。
吸收了热量的冷媒变为低温低压气体，再通过少量的电能输入，由压缩机进行压缩，使低温低压气态的冷媒变成高温高压状态——将压缩机的压缩功转化的热量设为Q2。
高温高压的气态冷媒在冷热交换器内与冷水进行热交换，冷媒在常温下被冷却，冷凝为液态。此过程中，冷媒放出的热量使冷水得到加热——将冷水吸收的热量设为Q3。
换热后的高压液态冷媒通过节流机构(膨胀阀)减压，由于压力下降，冷媒回到了比外界环境温度低的低温低压的液态，又具有了再次吸收蒸发的能力。
如此将冷水加热，直到获得所需温度的热水，储存在保温热水箱中。
根据能量守恒定律得：Q3=Q1+Q2。热泵热水机组的制热量Q3＞Q2。也就是说最终用来加热冷水的热量要大于压缩机工作消耗的电能，其间的差值就是从周围环境中吸收来的热量。热泵在制备热水的过程中每输入一份电能，就从环境中吸收2～3份的低品位热能，故所用的电能仅为电锅炉的1/4左右，大大降低了电能的消耗。这就是热泵热水机组要比电加热器省电的原因。利用热泵技术并使用环境中的低品位热能制备热水，完全符合我国的能源战略。

二、热泵搬移空气中的热量

在空气源热泵热水机组运行过程中，输入的电能转变为机械能，驱动压缩机做功，使安装在蒸发器侧的轴流风机飞速旋转，使冷媒与空气进行换热。节流后的低温低压液态冷媒，流入蒸发器中的盘管内，迅速汽化吸收空气中的热量，当冷媒转变为液态时，又放出在蒸发器里吸收的空气中的热量，液态冷媒经节流后又进入蒸发器汽化，吸收流过蒸发器翅片空气中的热量，蒸发器吸收空气的热量多少与热媒本身性质有关，与空气流动的速度，室外环境温湿度有关，还与蒸发器的结构尺寸有关、为强化传热热效果，在蒸发器盘管外套有翅片，据现场实测，当安徽长江北部地区室外温度为38℃时，流进流出蒸发器空气的温差达到6℃以上。一般蒸发器吸收热量的多少随四季气温变化有差异，约为2～4倍左右。这倍数的内涵为：空气源热泵热水机组每消耗1份电能的同时能提供相当于电能的2～4倍的热量转移给冷热交换器中的水，使水温上升。
经上述分析说明：空气源热泵热水机组是搬移热量的设备，热量来源于空气，空气中的热量经热泵转移给被加热的水，并不是用电阻丝发热来烧水。

三、空气中的热能为可再生能源

空气中的热能源自于太阳辐射能，气温每升高1℃或降低1℃都要吸收或释放出约0.3kcal热量。即使气温0℃以下空气温度上升1℃与0℃以上空气温度上升1℃所吸收的热量也大致相同。是地球“与生俱来”的丰富资源，在自然界中可以不断再生，永续利用，是取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，只要大气层覆盖地球、有太阳辐射，空气就可以吸收太阳热能储存起来，空气源同样也是太阳能利用的延伸，是自然界给予全人类共有的再生能源。

四、空气源热泵热水机组有关参数的分析

1.空气源热泵热水机组能效比(COP)
空气源热泵热水机组能效比，又称性能系数(COP)是指热泵的制热量与输入功率之比，比值越大，说明空气源热泵热水机组效率越高，生产同容量同温度的热水消耗的电能越少。COP值是设计输入功率大小的主要依据。
我们通过春、夏、秋、冬不同季节对安徽长江北部(装修'>亳州)建成项目中热泵热水机组(1～12)月实际运行数据进行计算，年平均COP能达到3.5以上，全年气温较低的1、2月COP仍达到2.6以上。
公司其核心的精品理念和技术，大胆采用热泵换热的“水泡”进行热泵热力交换，由于“水泡”技术已在热泵行业长期、大量的使用，经受了使用时间和使用效率的双重考验，所以其独有的专利“壳管式(俗称水泡)”“动态热交换”技术，彻底解决了普通热泵热水器铜管腐蚀、水垢的隐患，大大提高了热泵的工作效率和使用寿命；
2.机组(容量)输入功率设计：
一般设计院设计供热设备时，其供热设备的总输出量会超过实际使用量。有的单位设计供热锅炉时常常一用一备，热泵热水机组不需要设计备用机组。空气源热泵热水机组可由多台小容量机组组成，可称为模块式机组。每个热泵热水机组为独立的加热单元，其进出水管都并连在进出冷、热水的总管上。任何一台机组发生故障都不影响其他机组的正常运行。所以，不需要像设计供热锅炉那样，按热负荷的大小，设计一用一备，这样可以减少对设备一次性投资。在日常运行中，有时也会有个别机组发生故障，但很快就能排除，不影响正常使用。因此，确定机组总的设计容量时，按每日55℃热水总用量(吨)乘以一个富余系数(1．25～1．35)为机组总输入功率。

五、影响空气源热泵热水机组的制热性能的其它因素。

(1)室外环境温度。在不同空气温度下，机组进冷水的温度将直接影响在单位时间内产热水量多少。
(2)进水温度。假如供热水温度为55℃，需要用的混合水水温为40℃，当冷水水温为20℃时，混合水中55℃热水只占57%，当冷水水温5℃时，混合水中的55℃热水占到72%。在水温、气温较低的冬季，热泵热水机组COP降低，产热水量减少的同时，热水用量却大增，要能满足冬季的热水供给，只有按冬季气温较低月份的COP值计算热水用量。
4.储热水箱
储热水箱规格从1m3～22m3等十几个品种，储存其中的热水每昼夜只下降1～4℃，一般单位浴室开放时间都集中在每日的某一个时间段，因此设计容量时必须按最大容量设计。由于热泵热水机组是每小时均衡产热水，因此在浴室开放之前，就要储足浴室开放所需要的热水量，以满足高峰用水量。
5.直热式热水机组加热热水的流程
由用户与我们公司通过对空气源热泵热水机组加热热水流程的比较，我们得出：热泵热水机组仅需自来水管网提供的压力(约0.15MPa)便可实现整个水系统的循环，无需另外配置水泵。因加热时不需循环泵，这样就节约了运行费用，同时也降低设备故障率。热水箱储满时，自动停止进水，当储热水箱水位下降到一定液位时，热泵热水机组又会重新启动。如长期不用水时，储水箱水温下降到设定温度值时，系统会自动将储水箱内的水重新加热到设定温度，不用排掉冷水，真正做到节约用水。确保热水的连续供给。