空氣能熱水器的工作原理是怎樣的?
欄目:業界資訊 發布時間:2018-11-13

空氣能,是指空氣中所蘊含的低品位熱能量,又稱空氣源。能量守恒定律告訴a片毛片免费观看能量不會憑空產生,也不會憑空消失;空氣中的低品位熱能是空氣吸收太陽光散發的熱量產生的。所以氣溫越高,空氣能越豐富。“熱泵”是一種從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能,經過電能做功,轉化為可供人們使用的高品位熱能的裝置,空氣能(源)熱泵即利用熱泵將空氣中的低品位熱能轉為高品位熱能的技術裝置。

 

 

 

 

空氣源熱泵工作原理簡化圖


 

空氣源熱泵工作原理是按照“逆卡諾”的原理進行工作的,通過熱泵機組的通電工作,將周圍空氣中的低溫熱量吸收到換熱器上,通過換熱器,將熱量通過熱傳遞原理傳遞到水裏,達到加熱的作用。空氣能熱泵機組工作時,在風機的吸力作用下,室外普通空氣從進風口進入機組內部,經過換熱器,此時空氣中的低溫熱量被換熱器吸收,並轉移到保溫水箱中,給水加熱;失去熱量的空氣溫度降低,變成冷空氣從風機吹出來。

 

 

 

 

空氣能熱水器工作原理圖

 

空氣能熱泵機組一般由膨脹閥(節流閥)、壓縮機、冷凝器、蒸發器等主要部件組成,科希曼空氣能逐一介紹這些主要部件在空氣源熱泵機組中所發揮的作用。


 

膨脹閥(節流閥)的作用

 

 

 

膨脹閥(節流閥)是在製冷係統中通過改變節流截麵或節流長度達到控製製冷劑流量的裝置,一般安裝於蒸發器和儲液筒之間。膨脹閥(節流閥)使中溫高壓的液體製冷劑通過其節流成為低溫低壓的濕蒸汽,然後製冷劑在蒸發器中吸收熱量達到製冷效果,膨脹閥(節流閥)通過蒸發器末端的過熱度變化來控製閥門流量,防止蒸發器麵積利用不足和敲缸現象的發生。


 

壓縮機的作用

 

 

壓縮機(也有人稱之為“蒸氣泵”)是一種將低壓氣體提升為高壓氣體的從動的流體機械裝置,是製冷係統的心髒。它從吸氣管吸入低溫低壓的製冷劑氣體,通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮後,向排氣管排出高溫高壓的製冷劑氣體,為製冷循環提供動力,從而實現壓縮→冷凝(放熱)→膨脹→蒸發(吸熱)的製冷循環。


 

冷凝器的作用

 

 

 

冷凝器為製冷係統的機件,屬於換熱器的一種,能把氣體或蒸氣轉變成液體,將管子中的熱量,以很快的方式,傳到管子附近的空氣中。氣體通過一根長長的管子(通常盤成螺線管),讓熱量散失到四周的空氣中,銅之類的金屬導熱性能強,常用於輸送蒸氣。為提高冷凝器的效率經常在管道上附加熱傳導性能優異的散熱片,加大散熱麵積,以加速散熱,並通過風機加快空氣對流,把熱量帶走。冷凝器工作過程是個放熱的過程,所以冷凝器溫度都是較高的。


 

蒸發器的作用

 

 

 

蒸發器是製冷四大件中很重要的一個部件,經過壓縮、液化的低溫的冷凝“液”(製冷劑)體通過蒸發器,與外界的空氣進行熱交換,“氣”化吸熱,降低周圍介質的溫度,以達到製冷的效果。


 

空氣源熱泵機組工作原理

 

 

低壓氣態冷媒進入壓縮機,經過壓縮成為高溫高壓氣體,這時冷媒沸點隨壓力的升高而升高。高沸點的冷媒進入冷凝器開始液化,這時冷媒放出熱量,變成液體。接下來在進入蒸發器前先經過膨脹閥(節流閥),膨脹閥(節流閥)又使冷媒壓力降低,壓力降低的冷媒在蒸發器中又開始蒸發,這時冷媒吸收熱量,又變為低壓的氣體。再次進入壓縮機,整個冷媒循環係統就這樣形成。

 

 

 

簡而言之,空氣能熱水器工作原理就是由壓縮機係統內的低溫冷媒不斷吸收室外空氣中的低品位熱能,帶回壓縮機提升為可用的高品位熱能加熱冷水。空氣能熱水器與空調的製熱原理是一樣,隻是產品配置上有所區別,空氣能熱水器主要用於製熱燒水,加大了蒸發器和冷凝器的換熱麵積,采用耐高溫耐高壓的壓縮機係統。


 

熱泵壓縮機把低溫低壓氣態冷媒轉換成高壓高溫氣態,壓縮機壓縮功能轉化的熱能為Q1,高溫高壓的氣態冷媒與水進行熱交換,高壓的冷媒在常溫下被冷卻、冷凝為液態。這過程中,冷媒放出熱能用來加熱水,使水升溫變成熱水。水吸收的熱能為Q3,高壓液態冷媒通過膨脹閥減壓,壓力下降,回到比外界低的溫度,具有吸熱蒸發的能力。低溫低壓的液態冷媒經過蒸發器(空氣熱交換器)吸收空氣中的熱能自身蒸發,由液態變為氣態,冷媒從空氣中吸收的熱能為Q2。吸收了熱能的冷媒變成低溫低壓氣體,再由壓縮機吸入進行壓縮,如此往複循環,不斷地從空氣中吸熱,而在水側換熱器放熱,製取熱水。這個循環過程由空氣能熱泵(主機)機組來完成。空氣能熱泵作為高效集熱並轉移熱量的係統裝置,可以把壓縮機所消耗的電力變為比電熱多4~6倍的熱能(即Q1+Q2=Q3的道理)。


 

空氣能熱水器工作原理

 

 

 

空氣能熱水器工作原理

電熱水器消耗1度電隻能產出0.95kw熱量,而空氣能熱水器用同樣的電量比電熱水器節能,原因在於,空氣能熱水器消耗電能並非直接用於燒水,而是驅動壓縮機壓縮做功,把吸收了空氣熱量的低溫冷媒提升溫度成為高溫冷媒,高溫冷媒釋放熱量加熱保溫水箱內的冷水。冷媒介質在空氣能熱水器工作中起到“吸收”熱量、“搬運”熱量、“轉移”熱量的作用,從而實現高效節能的目的。再加上水箱良好的保溫效果,使得水溫可以長時間保持,水箱內的水之所以保持長久恒溫,全靠水箱中間的保溫層,如果一個空氣能熱水器不具備良好的保溫功能它就不是一種真正意義上的空氣能熱水器。


 

空氣能熱水器是一種儲熱式熱水器,出水量大,水溫一般設定在45℃-55℃。多數的空氣能熱水器都具有溫度保持功能,如水溫設定45℃-55℃,溫度高於55℃,就自動停機,停止加熱,如果水溫低於45℃,就自動啟動開始加熱,使水箱水溫保持在55℃以上。水箱保溫效果差的熱水器,由於熱損失較大,會經常啟動加熱。