熱水及采暖解決方案
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熱水及采暖解決方案
熱水及采暖解決方案

 


 

熱水及采暖系統

 


 

1、       空氣源、水源、地源熱泵中央熱水工程

A原理:

采用極少的電能驅動,通過吸熱工質把空氣、水源、地源中的熱源傳遞到熱交換器、使熱交換器內的冷媒熱升溫氣化產生的熱量被釋放到水中,從而使水溫升高。

B范圍:

工廠、礦山、企事業單位、機關、學校、醫院、洗浴中心、游泳池、賓館、酒店、等熱水用水場所。

C特點:

①節能:運行費用僅為電熱水器的1/4,燃氣熱水器的1/4,燃油熱水器的1/3、燃煤熱水器的1/3,綜合能效比值達3.66

②環保:不會向室內或室外排放廢熱、廢氣、廢水等有害物質;

③安全:水箱中無電熱設備,絕不會存在漏電、觸電、爆炸、煤氣中毒等危險;

④方便:全智能控制,無需人員值守。

空氣能熱泵熱水器與傳統熱水器對比

 

 

空氣源熱泵熱水機組工作原理圖

 

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冷水水源直接進入熱水機組入水口,熱水機組按設定的溫度進行加熱,加熱后的熱水進貯水保溫水箱,然后通過循環泵從保溫水箱抽水送入系統中。它是吸收空氣中的熱能,利用電能驅動壓縮機工作,把空氣中的低品位熱能吸收并提升,再傳輸到熱水中。它是以電能來驅動工作,而非電能來制熱。燃油鍋爐由于燃油的價格高,產生的效能并不高。電資源雖豐富,但用電直接制熱的方式不但耗電量大,運行成本高,而且電熱管容易損壞。




  熱泵是通過消耗一部分高品質的能量從低溫熱源(空氣)轉移到高溫熱源(熱水)中的一種裝置。轉移到高溫熱泵(熱水)中的熱量QH包括消耗掉的高品質電能W和從低溫熱源(空氣)中吸收的熱量QL,根據能量守恒原理及熱力學第一定律,有
                    QH=W+QL ……1
1)式兩邊同除以W則          QH=1+QL ……2
                     W  W
  式中QH為機組所獲得的能量,儲存于熱水中;W為機組所消耗的電能;QL為來自空氣中的熱量,這部分能量來自于大自然的饋贈,不論環境溫度如何變化,它總是以熱焓的形式寄存于空氣之中,所以熱泵是一種高效節能的制熱裝置。
定義能效比(COP)為熱泵機組產出的熱量與投入的電能之比,即產出投入比COP=QH代入(2)式,即
                                    W
                    COP=1+QL ……3
                       W
  COP是與低溫熱源的熱力參數相關的函數,對空氣源熱泵而言,其值隨空氣的溫度、濕度等參數的改變而變化,但無論如何變化,由(3)式可知:顯然COP值恒大于1,即熱泵的熱效率突破了傳統加熱設備的熱效率極限100%,這就是熱泵節能的熱力學依據。
  熱泵不是熱能的轉換而是熱量的搬運設備,熱泵制熱的效率,不受能量的轉換效率(100%為其極限)的制約,而是受到逆向卡諾循環效率的制約,其理論上的最高效率為(工作溫度+273.15/高低溫差。只要有效降低工作溫差就可以提高制熱效率。

 

 

 

空氣源熱水系統工作原理說明

 

空氣源熱泵熱水器是繼燃氣熱水器、電熱水器和太陽能熱水器的新一代熱水裝置,是可替代鍋爐的供暖水設備。空氣源熱泵熱水器是綜合電熱水器和太陽能熱水器優點的安全節能環保型熱水器,可一年三百六十五天全天候運轉,制造相同的熱水量,使用成本只有電熱水器的1/4,燃氣熱水器的1/3,太陽熱水器的1/2。高熱效率是空氣源熱泵熱水器最大的特點和優勢在能源問題成為世界問題時,這是空氣源熱泵熱水器成為“第四代熱水器”的最重要的法寶之一。

一、空氣源熱泵熱水器工作原理    空氣源熱泵熱水器內專置一種吸熱介質——冷媒,它在液化的狀態下低于零下10℃,與外界溫度存在著溫差,因此,冷媒可吸收外界的熱能,在蒸發器內部蒸發汽化,通過空氣源熱泵熱水器中壓縮機的工作提高冷媒的溫度,再通過冷凝器使冷媒從汽化狀態轉化為液化狀態,在轉化過程中,釋放出大量的熱量,傳遞給水箱中的儲備水,使水溫升高,達到制熱水的目的。系統組成空氣源熱泵中央熱水機組一般由壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流裝置、過濾器、儲液罐、單向閥、電磁閥、冷凝壓力調節水閥、儲水箱等幾部分組成 1. 低溫低壓制冷劑經膨脹機構節流降壓后,進入空氣交換機中蒸發吸熱,從空氣中吸收大量的熱量Q1 2. 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Q1,一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Q2); 3. 被壓縮后的高溫高壓制冷劑進入熱交換器,將其所含熱量(Q1+Q2)釋放給進入熱換熱器中的冷水,冷水被加熱到55℃(最高達60℃)直接進入保溫水箱儲存起來供用戶使用; 4. 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。 

燃氣熱水器一直存在著安全隱患,在使用過程中會排出有害氣體,損害健康,且容易造成一氧化碳中毒死亡。安裝也極不方便,不符合環保和安全原則,一般燃氣熱水器只能安裝在廚房里,還要預留通道,對安裝有一定要求。燃氣式熱水器受水壓影響較大,樓層較高的住戶可能需要裝增壓泵。燃氣熱水器最大的苦惱是不能多點使用只能一套房子有幾個用水點就得安裝幾個極不方便并在洗浴過程中有忽冷忽熱。

電熱水器易結水垢,對電能消耗大。據資料統計分析,當前我國居民住宅由于電氣配置不合理、接地不可靠、采用劣質的開關插座、私拉電線等用電環境造成生活中的“地線帶電”、“自來水管帶電”等情況頻繁發生。因功率大(一般家用2KW---8KW)容易造成短路事故,使用電熱水器時電路電線發燙大大縮短線路壽命并有引發火災的隱患。

太陽能熱水器出水很小,必須加裝增壓泵才能緩解。受天氣的影響比較大,同時安裝復雜,容易影響住房的外觀質量及城市的市容市貌;維護較麻煩,因太陽能熱水器安裝在室外,所以比較難維護。

隨著生活水平提高人們對洗浴要求越來越高,大多數高級白領社會中高層人士由過去的每周的三次洗浴到現在的每天兩次的洗澡,太陽能熱水器已不能滿足這一需求了。空氣能熱水器在使用上與電熱水器相同,而運行費用只有電熱水器的1/4,燃氣熱水器的1/3,煤氣熱水器的1/6;燃油熱水器的1/4,太陽能熱水器的1/2。在工作時不排放任何廢氣,保溫水箱與電分離,絕對安全杜絕任何危險隱患,它安裝方便,占地面積小,可放置于室內、陽臺等其他地方,一年四季,春夏秋冬、無論陰天、雨天、晴天、365天24小時為您持續不斷提供熱水。智能的控制系統,用戶可根據需求設置工作時段,加熱溫度,真正做到,省錢、省心、省事。

  空氣能熱水器采用介質盤管與水換熱水溫在60度左右不易結垢,輸入功率一般在800W-1250W相當于一個電飯煲的功率不會因用電量過大造成任何事故。產品的競爭力量在于它不同于對手的特色與品質,空氣源熱泵熱水器也同樣如此。空氣源熱泵熱水器由制冷壓縮機、空氣/制冷劑換熱器、水/制冷劑換熱器、節流裝置、四通換向閥及控制系統等設備與附件等組成。是基于“逆卡諾循環”原理建立起來的一種節能、環保制熱技術。它利用制冷劑(俗稱冷媒或雪種)作介質,采用少量的電能驅動壓縮機運行,高壓的液態工質經過膨脹閥后在蒸發器內蒸發為氣態,并大量吸收空氣中的熱能,氣態的工質被壓縮機壓縮成為高溫、高壓的液態,然后進入冷凝器放熱,把水加熱。如此不斷地循環加熱,可以把水加熱至50℃-65℃。

    由于整個循環是熱量的一種轉移而非轉換,從而大大的利用了空氣中取之不盡的能量,提高了效率。因此采用1份電能可吸收3份空氣能,從而供應4份熱能

主要構成:蒸發器、壓縮機、冷凝器和節流裝置四個部件

采用美國“谷輪”最先進的控制系統加本公司的人性化設計,設有記憶功能,停電 后自動恢復,溫度控制運行,亦可實現時間控制,插上插頭,一切不用您操心,便 可產生源源不斷的熱水。

空氣能熱泵采用了目前世界上先進的渦旋式壓縮機和雙開槽親水鋁片散熱器,有效防止酸雨對主機的腐蝕。

多重功能:“空氣源空氣能熱泵”兼具熱水、空調、暖氣的多重功能,因此是典型的節能熱水制冷設備。

各種設備的熱效率及輸出有效熱值

能源類型 計  算  方  法 有 效 熱值

電加熱 熱值(860kcal/度)×熱效率(95%) 817kcal/度    

柴油 熱值(10200kcal/㎏)×熱效率(75%) 7650kcal/㎏    

液化氣 熱值(12000kcal/㎏)×熱效率(80%) 9600kcal/㎏    

熱泵機組 熱值(860kcal/度)×熱效率(400%) 3440kcal/度  

2.1.2  運行費用比較

設本廠用熱水量為50噸,在相同情況下,把50噸15℃的冷水,加熱至55℃的熱水,水溫度升高40℃,需要熱量:

50000升×1kcal/升•℃×40℃=2000000kcal

則各種加熱設備的運行費用如下:

 電加熱

2000000kcal÷817kcal/度=2448度

2448度×1元/度=2448元

 柴油

2000000kcal÷7650kcal/㎏=261㎏

261㎏×6.5元㎏=1697元

 液化氣

2000000kcal÷9600kcal/㎏=208㎏

208㎏×7元/㎏=1456元

 熱泵機組

2000000kcal÷3440kcal/度=581度

581度×1元/度=581元

2.1.3  各種加熱設備使用費用與節省費用比較

能源類型 每天費用 每年費用 平均每人每天費用 使用熱泵每天節省費用 使用熱泵每年節省費用    

電加熱 2448元 893520元  1867元 681455元    

柴油 1697元 619405元  1116元 407340元    

液化氣 1456元 546040元  875元 319375元    

太陽能 881元 321565元  300元 109500元    

熱泵機組 581元 212065元     

注:①電費1元/度、柴油6.5元/㎏、液化氣7元/㎏

   ②使用太陽能按一年120天陰雨天計算,配用輔助加熱設備不同費用不同,以上為全年中平均每天的費用,即按熱泵費用的1.5倍計算。

2.2  熱泵與各種加熱設備的對比優勢

2.2.1  熱泵與常規太陽能產品相比的優點在哪幾個方面?

適用范圍廣,產品適用溫度范圍在-10~40℃,并且一年四季全天候使用,不受陰、雨、雪等惡劣天氣和冬季夜晚的影響,都可正常使用。

可連續加熱,與傳統太陽能儲水式相比,熱泵產品可連續加熱,持續不斷供熱水,滿足用戶需求。

運行成本低:與常規太陽能相比,在春、夏、秋季陽光較好時,運行費用高于太陽能,但在陰雨天和夜晚,熱效率遠遠高于太陽能的電輔助加熱。全年平均下來,常規太陽能輔助系統全年耗能比產品全年總耗能還要高出很多。

安裝方便:空氣源熱泵占地空間很小,外行與空調室外機相似,可直接接保溫水箱或與供暖管網連接,適合于大中城市的高層建筑,對于在型中央供熱問題,熱泵產品是最好的選擇。

2.2.2  熱泵產品與鍋爐相比的優點是什么?

熱效率高:產品熱效率全年平均在300%以上,而鍋爐的熱效率不會超過100%。

運行費用低:與燃油、燃氣鍋爐相比,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。

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R417A,對臭氧層零污染,是較好的環保型產品。

運行安全,無需值守:與燃料鍋爐相比,運行絕對安全,而且全自動控制,無需人員值守,可節省人員成本。

模塊式安裝,便于增添設備:產品采用多臺機組并聯的安裝模式,當用戶用水量增大時,可隨時增添設備。

2.2.3  熱泵產品與液化氣相比的優點是什么?

安全。沒有任何漏氣、中毒、爆炸的事故發生。

使用方便。要用熱水時只需打開水籠頭即可,沒有液化氣每次用水時都要開關閥門,要定時換氣,要定時檢查電池等煩惱。

節省費用。熱泵的熱效率平均都在300%以上,而液化氣只有75%。按成本計算下來使用熱泵的成本只有液化氣的1/3。

熱泵的基本原理有很多人都知道,在蒸發器內冷媒吸收3份空氣中的熱量,通過壓縮機消耗一份電能做功提高冷媒的溫度,再通過換熱器將4份熱量傳遞給用水,最后冷媒通過一個膨脹閥解壓降溫,然后又進入蒸發器進行下一次循環。(水只通過換熱器,升溫后流入保溫水箱保存備用)所以,判斷一個熱泵熱水器產品的好壞,主要看以下方面:

1、由于冷媒是以較低的溫度進入蒸發器,所以在環境溫度較低的情況下蒸發器很容易結霜,如果結霜的話會影響冷媒的吸熱效率,很多產品都沒有很好解決這個問題,所以當氣溫較低時,產品幾乎都不能用。解決的辦法是當蒸發器結霜時,通過一個智能程序,在冷媒被壓縮升溫后,控制冷媒在換熱器中的換熱效率,使得冷媒能以較高的溫度回到蒸發器,從而進行化霜。有的產品也能化霜,但是不能控制冷媒的換熱效率,而是讓高溫冷媒直接從壓縮機里面出來后不通過換熱器直接進入蒸發器化霜,這樣的話化霜時的溫差會很大,很可能會造成蒸發器中銅管的破裂,從而影響蒸發器的壽命;

注:1.蒸發壓力要高蒸發溫度會隨應用溫度而變化,例如冰水機之蒸發溫度約為0~5℃,冷凍庫主機之蒸發溫度約為-20 ~ -30℃,家用空調機之蒸發溫度約為5~10℃。蒸發溫度愈低,蒸發壓力亦愈低,若冷媒之蒸發壓力低於大氣壓力時,則空氣易侵入系統,系統處理上較為困難,因此希望冷媒在低溫蒸發時,其蒸發壓力可高於大氣壓力。

2.蒸發潛熱要大冷媒之蒸發潛熱大,表示使用較少的冷媒便可以吸收大量的熱量。 

3.臨界溫度要高臨界溫度高,表示冷媒凝結溫度高,則可以用常溫的空氣或水來冷卻冷媒而達到凝結液化的作用。

4.冷凝壓力要低冷凝壓力低,表示用較低壓力即可將冷媒液化,壓縮機之壓縮比小,可節省壓縮機之馬力

2、壓縮機的好壞也是一個關鍵,一般有實力的廠家都會選擇美國谷輪渦旋壓縮機,家用的話用松下的壓縮機也行;

3、換熱器的效率也是很關鍵的一個因素,現在美的使用的換熱器為3排銅管v型換熱器(一般只有2排銅管)。現在市場上有的產品是將高溫冷媒經過的銅管直接插入水箱里面進行換熱,由于水箱里的水很少流動,這樣會導致銅管結垢,降低換熱效率,更為嚴重的是銅管容易破裂,導致冷媒泄漏到水中,這樣的水對身體傷害很大。

二、空氣源熱泵熱水器具有以下特點 1、超大水量:水箱容量根據具體要求量身訂做,水量充足,可滿足不同客戶不同時段需求。 2、經濟節省:從空氣中獲取大量的能源,能效比高達300%~400%。根據使用規律設定熱水器自動運行時間,費用自然節省。 3、適用范圍廣:不受氣候影響,在環境溫度為-10℃~43℃下均能正常工作,可廣泛應用于家庭、賓館、酒店、學校、醫院、集體宿舍、住宅小區、桑拿等集中供熱。  4、持久恒溫:使用非常簡單,整個熱水器采用自動化智能控制系統,用戶只需在初次使用時開一下電源,在以后的使用過程中完全實現自動化運行,到達用戶指定水溫時自動停機,低于用戶指定水溫時系統自行開機運行,完全實現一天24小時隨時有熱水而不用等候。  5、安全環保:結構上水電完全分離,且無任何有害有毒氣體排放或燃燒,不受臺風等自然災害的影響,絕對安全; 6、防凍功能:具有智能化霜功能,確保熱水器在低氣溫環境下穩定運行,它可根據室外環境溫度、蒸發器翅片溫度和機組運行時間等多個參數綜合、智能判斷自動進入和退出化箱。  7、安裝方便:體積小巧可以安裝在任何地方,安裝在室內不占用空間,也可以安裝在室外,如屋頂、地面等露天放置,可以實現遠程監控,占地面積小、安裝簡單,無需另設機房。 8、使用壽命長,維護費用低,設備性能穩定,使用壽命可達15年以上。

空氣源熱泵常見故障和解決方法

 

       們在日常生活中使用空氣源熱泵熱水器時,常會遇到一些使用不方面的問題,如何解決這種問題呢? 

  一、壓縮機噪音大

  分析原因:1、機內管路,閥件緊固部分松脫,振動2、油壓過低3、消聲器、吸排氣閥門壞或者破碎4、熱力膨脹閥開啟過大

  解決方法:1、檢查緊固壓縮機,管路,閥件2、更換潤滑油、消聲器、吸排氣閥門3、調整熱力膨脹閥開啟度

  二、壓縮機表面結霜

  故障可能原因:1、熱力膨脹閥感溫包脫落2、熱力膨脹閥失靈或開啟過大3、制冷劑充注不足4、熱力膨脹閥閥芯卡住或溫度設置不當

  解決方法:1、重新包扎感溫包2、調整,清洗,更換熱力膨脹閥3、檢漏,補漏,充注制冷劑4、重新調整

  三、機組制熱能力偏低

  故障可能原因:1.雪種不足2.水系統水箱保溫不良3.更換干燥過濾器,用淡氣吹通,重新抽真空加雪種4.主機換熱器換熱效果不良5.水流量不足

  處理辦法:1.系統檢漏及加雪種2.加強水系統水箱保溫3.氟系統臟堵4.清洗換熱器,保證換熱器正常熱交換5.清洗水過濾器

  四、機組不轉,無顯示

  故障可能原因:1.電源故障2.機組電源線松動3.主板熔斷器燒斷4.熱過載保護器燒毀

  處理辦法:1.斷開電源開關,檢查電源2.檢查機組電源線并扭緊3.更換容斷器4.檢查壓縮機電源線及電壓,電流。

  五、壓縮機不停機

  故障可能原因:1、溫控器位置安放有誤或失靈2、傳感探頭阻值不對或傳感線斷落。

  解決方式:1、重新安放或更換修理溫控器2、更換傳感探頭

  空氣源熱泵常見故障和解決方法

  我們在日常生活中使用空氣源熱泵熱水器時,常會遇到一些使用不方面的問題,如何解決這種問題呢?

  一、壓縮機噪音大

  分析原因:1、機內管路,閥件緊固部分松脫,振動2、油壓過低3、消聲器、吸排氣閥門壞或者破碎4、熱力膨脹閥開啟過大

  解決方法:1、檢查緊固壓縮機,管路,閥件2、更換潤滑油、消聲器、吸排氣閥門3、調整熱力膨脹閥開啟度

  二、壓縮機表面結霜

  故障可能原因:1、熱力膨脹閥感溫包脫落2、熱力膨脹閥失靈或開啟過大3、制冷劑充注不足4、熱力膨脹閥閥芯卡住或溫度設置不當

  解決方法:1、重新包扎感溫包2、調整,清洗,更換熱力膨脹閥3、檢漏,補漏,充注制冷劑4、重新調整

  三、機組制熱能力偏低

  故障可能原因:1.雪種不足2.水系統水箱保溫不良3.更換干燥過濾器,用淡氣吹通,重新抽真空加雪種4.主機換熱器換熱效果不良5.水流量不足

  處理辦法:1.系統檢漏及加雪種2.加強水系統水箱保溫3.氟系統臟堵4.清洗換熱器,保證換熱器正常熱交換5.清洗水過濾器

  四、機組不轉,無顯示

  故障可能原因:1.電源故障2.機組電源線松動3.主板熔斷器燒斷4.熱過載保護器燒毀

  處理辦法:1.斷開電源開關,檢查電源2.檢查機組電源線并扭緊3.更換容斷器4.檢查壓縮機電源線及電壓,電流。

  五、壓縮機不停機

  故障可能原因:1、溫控器位置安放有誤或失靈2、傳感探頭阻值不對或傳感線斷落。

 

  解決方式:1、重新安放或更換修理溫控器2、更換傳感探頭

 

空氣源熱泵結霜原因分析

 

寒冷的冬季熱泵結霜結冰現象普遍存在,熱泵結霜結冰的原因是什么呢,首先,讓我們來看看結霜結冰會給熱泵性能帶來哪些不利影響呢?綜合分析,大致有以下5種情況:

  1.堵塞翅片間通道,增加空氣流動阻力;

  2.增加換熱器熱阻,換熱能力下降;

  3.頻繁化霜,化霜不盡,化霜過程是一個空調運行過程,不僅不能制熱水,同時還需要消耗原有的熱水的能耗,排出的凍水返沖到保溫水箱中,造成水溫進一步下降;

  4.蒸發溫度下降,能效比降低,熱泵運行性能惡化,直到不能正常工作。

  5.由于機組不能正常工作給客戶直接造成經濟損失,直至產生對熱泵產品的后怕情緒,影響其消費選擇。

  考察熱泵結霜,不外有正常和非正常兩種狀態。第一,正常結霜,當冬季室外溫度低于0℃時,制熱運行時間長,室外機組整個換熱器表面均勻結霜,這是正常的現象。原因是:換熱器溫度低于環境空氣的露點溫度時,整個換熱器上散熱片表面會產生凝露水,當環境空氣溫度低于0℃,凝露水就會凝結成薄霜。當然結霜嚴重時會影響機器制熱效果。一般熱泵產品都有自動化霜功能,確保機組正常運行。第二,非正常結霜,這是導致熱泵運行故障的主要原因,大致來說,其中又包括三種現象:

  1、室外環境溫度大于0℃,開機不久,整個換熱器上散熱片表面凝露水就會凝結成薄霜,很快霜越結越厚。室內機制熱效果差,且呈現化霜頻繁現象。該故障一般是室外換熱器上散熱片表面臟堵、室外風機系統故障或室外換熱器進、出風口有阻擋物造成。

  解決方法:室外換熱器清洗、檢查風機系統或排除進、出風口的阻擋物。

  2、室外環境溫度大于0℃,開機不久,室外側換熱器底部(毛細管出口處換熱器進口處開始)結霜很厚,換熱器大部分未有凝露水,隨時間推延結霜,由下至上結霜在延伸;室內風機始終處于防冷風低速運行;空調器頻繁化霜。該故障一般是系統缺制冷劑。

  解決方法:先查系統泄漏點修復、加制冷劑。

 

 

  3、室外環境溫度大于0℃,開機不久。室外側換熱器上半部(換熱器出口處和回氣管)結霜很厚,并且在換熱器上隨時間推延由上至下(有換熱器出口向換熱器進口方向)結霜在延伸;且制熱效果差;空調器頻繁化霜。該故障一般是系統制冷劑過多。故障常出現在維修加制冷劑后。

 
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