空氣能熱水器產(chǎn)品基本工作原理及部件

1、原理介紹：

空氣能熱水器是當(dāng)今國際上利用自然能采熱技術(shù)的先進(jìn)代表之一，該產(chǎn)品的供熱原理與市面上傳統(tǒng)的太陽能截然不同：通過制冷劑作載熱體，將自然界陽光、空氣的熱能或是大樓排出的廢熱氣中的熱能收集起來，在蓄熱水罐里釋放達(dá)到加熱熱水的目的。只要環(huán)境溫度大于攝氏-15度，通風(fēng)條件良好，該設(shè)備正常工作，可24小時提供熱水。標(biāo)準(zhǔn)工況下，熱效率高達(dá)400%。

空氣能熱水器制熱原理與制冷空調(diào)機(jī)的熱力學(xué)原理相同，只是在于目的和工作的溫度范圍不同?？諝饽軣崴魍ㄟ^熱力循環(huán)管把壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥、冷凝器（熱泵機(jī)組的四大件）連接起來形成一個閉合熱力系統(tǒng)。在電動機(jī)驅(qū)動下，壓縮機(jī)工作使系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)工質(zhì)在不同條件下狀態(tài)發(fā)生相變：常溫氣體工質(zhì)經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮產(chǎn)生物態(tài)變化而成為高溫、高壓氣體，高溫、高壓氣體再經(jīng)過熱交換盤管而將熱能傳遞給水，變成低溫、高壓液體。低溫、高壓液體制冷劑通過膨脹閥在集熱器內(nèi)氣化。它的物態(tài)發(fā)生變化，不斷吸熱放熱從而制取熱水。所以，空氣能熱水器是目前節(jié)能、環(huán)保的制熱方式。此外，壓縮機(jī)從蒸發(fā)器中吸入低溫低壓氣體制冷劑，壓縮成高溫高壓的氣體，進(jìn)入冷凝器與水交換熱量，在冷凝器中被冷卻成過冷的高壓液體，水吸收制冷劑的熱量后溫度不斷升高，高壓液態(tài)制冷劑在膨脹閥節(jié)流降壓后，變成低溫低壓的氣液兩相混合體，在蒸發(fā)器中通過風(fēng)扇的作用下，吸收空氣中的熱量蒸發(fā)成氣體，然后再次被壓縮機(jī)吸入壓縮，周而復(fù)始，從而不斷地制取熱水。

1，-2，：壓縮機(jī)吸氣壓縮

2，-3：冷凝過程，制冷劑與水進(jìn)行熱交換

3-4：節(jié)流過程

4-1，：蒸發(fā)吸熱過程

2、壓縮機(jī)

壓縮機(jī)是空氣能熱水器的重要部件之一，它的質(zhì)量直接關(guān)系到整機(jī)的熱效率?？翟垂镜目諝饽軣崴髦鳈C(jī)全部采用國際產(chǎn)品，具有較高的容積效率（制熱效率），有效的降低了熱泵的噪音，提高設(shè)備的使用壽命，故特別適用于空氣能熱水器。

壓縮機(jī)在空氣能系統(tǒng)中的作用是把冷媒工質(zhì)蒸汽從低壓提升為高壓，這樣不僅使工質(zhì)在（進(jìn)氣口）低壓狀態(tài)下不斷蒸發(fā)吸收空氣中的熱量，在高壓端通過熱交換源源不斷地給水加熱，所以壓縮機(jī)是系統(tǒng)的動力中心。

1） 壓縮機(jī)：目前在空氣能熱水器中使用的壓縮機(jī)主要有：活塞式、旋轉(zhuǎn)式、渦旋式

2） 比較：從外形上活塞式體積較大一些，從性能上（COP）上比較渦旋式要高，噪聲也小，但小于兩匹的機(jī)種少，而旋轉(zhuǎn)式正好填補(bǔ)了空白，旋轉(zhuǎn)式目前的規(guī)格在3匹以下。

3） 壓縮機(jī)的接線 ：單相、三相兩種壓縮機(jī)的接線不同

4）壓縮機(jī)阻值判定：單相壓縮機(jī)主線圈電阻比副線圈電阻小，RCR+RCS=RRS，日立壓縮機(jī)除外；三相壓縮機(jī)的任兩相阻值相等。

3、冷凝器

冷凝器是空氣能熱水器中的主要熱交換設(shè)備之一。在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，高壓過熱制冷劑蒸氣在冷凝器中放出熱量被水吸收，實(shí)現(xiàn)汽—水的熱交換，水吸收熱量而溫度上升，制冷劑在冷凝器中從高溫高壓的氣態(tài)變?yōu)楦邏阂簯B(tài)，這也是空氣能熱水器能產(chǎn)熱水的原因。汽液換熱器，在空氣能熱水器上使用得比較多的按結(jié)構(gòu)可分為板式換熱器、套管式換熱器、盤管式等。而盤管式主要是使用在家用產(chǎn)品中，有浸在水中傳熱的，也有盤在水箱內(nèi)膽外，依靠內(nèi)膽傳熱的。板式冷凝器具有較好的換熱性能，因體積小而具有靈活的安裝性，但對水質(zhì)要求高；套管式冷凝器對水質(zhì)的要求沒有板式換熱器的嚴(yán)格，使用時制冷劑與冷卻水完全實(shí)現(xiàn)逆流換熱，但套管式冷凝器金屬消耗量較大。

4、蒸發(fā)器

蒸發(fā)器和冷凝器的功能剛好相反。從能量轉(zhuǎn)換的角度分析：冷凝器加熱水所用的熱量是蒸發(fā)器從空氣中吸收來的熱量以及驅(qū)動壓縮機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)等運(yùn)行所需的少許電能。熱水的熱量主要來自空氣中，所以空氣能產(chǎn)熱水比其它熱源設(shè)備更加節(jié)能。

在空氣能熱水器中，使用的蒸發(fā)器主要是翅片式，制冷劑在管內(nèi)一次完全汽化蒸發(fā)，屬于干式蒸發(fā)器。蒸發(fā)器使用的翅片形式：平片、波紋、百葉窗、橋片。按此順序相同條件下?lián)Q熱能力逐漸增強(qiáng)，但風(fēng)阻也逐漸增大。當(dāng)然對于實(shí)際使用的蒸發(fā)器，其換熱能力與翅片的親水性、表面的清潔度、脹管的工藝有著密切的關(guān)系。

5、節(jié)流裝置

節(jié)流裝置主要是降溫、降壓作用，對冷媒流量進(jìn)行調(diào)節(jié)使液體流量在較低的壓力下更易蒸發(fā)，蒸發(fā)效果的好壞直接影響蒸發(fā)器吸收空氣熱量的效率。

目前在空氣能熱水器中，使用的節(jié)流裝置主要有毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥。毛細(xì)管雖然成本低，但因其流量調(diào)節(jié)能力較差，而空氣能熱水器在使用中環(huán)境溫度、水溫變化區(qū)間大，所以只是在家用產(chǎn)品中使用毛細(xì)管作為節(jié)流裝置。而在商用空氣能熱水器中主要是使用熱力膨脹閥和電子膨脹閥。兩者相比，電子膨脹閥的優(yōu)點(diǎn)有：1、流量調(diào)節(jié)不受冷凝壓力變化的影響；2、對膨脹閥前制冷劑液體過冷度的變化具有補(bǔ)償作用；3、執(zhí)行動作快、準(zhǔn)；4、有效地控制過熱度，限度地發(fā)揮蒸發(fā)器的能力；康源公司生產(chǎn)的商用空氣能熱水器全部采用電子膨脹閥，通過脈沖信號輸入，步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行調(diào)節(jié)，更加調(diào)節(jié)制冷劑流量和壓力，便于更加充分蒸發(fā)，吸收空氣中更多熱量，所以能產(chǎn)生更多熱水，這也是我公司空氣能效率業(yè)空氣能效率的原因之一。

6、制冷劑

常用的制冷劑有氨、溴化鋰（用于中央空調(diào)）和氟利昂、二氟二氯甲烷（R12）、二氟一氯甲烷（R22）、四氟二氯甲烷（R114）及各種共沸溶液制冷劑（R500、R501、R502、R503等）。

綜合熱力學(xué)、物理化學(xué)、生理學(xué)、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，制冷劑應(yīng)達(dá)到以下要求：（1）良好的熱力學(xué)物性；

（2）良好的傳熱和流動性能；

（3）良好的物理化學(xué)性質(zhì)；

（4）與冷凍油有良好的互溶性；

（5）環(huán)保和性要好；

（6）良好的電氣絕緣性；

（7）經(jīng)濟(jì)上要求價格便宜，容易獲得；

7、其它組件

空氣能熱水器裝置除裝有必須具備的四大主件外，通常根據(jù)各種系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和要求（如低溫天氣需化霜等）還需設(shè)置了一些輔助設(shè)備（如貯液罐、氣液分離器、四通閥、化霜處理器等），和保護(hù)裝置如高低保護(hù)開關(guān)等，這些設(shè)備配置使熱泵裝置能既有效又地運(yùn)行。

8、控制系統(tǒng)

我公司生產(chǎn)的空氣能熱水器系統(tǒng)全部自配微電腦智能控制中心。它準(zhǔn)確檢測溫度、壓力、水位及設(shè)備開關(guān)等參數(shù)，進(jìn)行全自動調(diào)節(jié)，從而有效地提高空氣能熱水器的制熱效率，實(shí)現(xiàn)無需人值守。