文档介绍：空气能热泵热水器综述报告
颜熠 1352604 同济大学
摘要:
本文主要介绍了空气源热泵热水器的工作原理、系统结构、可持续发展及经济效益和发
展前景。随着人们生活水平的提高,家用热水和公共热水供应的需求越来越大;20 世纪 80
年代中期开始,各种家用热水器应运而生,其中包括电热水器、煤气热水器、天然气热水器、
太阳能热水器等,但是随着热水器的普及,能源浪费现象也越来越严重。近几年空气源热泵
热水机组的出现,在节能、环保、安全方面具有众多的优点,在家用和商用制取生活热水方
面,得到了大力的发展和应用。
关键字: 空气能热水器节能经济
正文:
空气源热泵热水器是继燃气热水器、电热水器和太阳能热水器的新一代热水装置,是可
替代锅炉的供热水设备。其利用空气中的能量来产生热能,能全天 24 小时大水量、高水压、
恒温提供全家不同热水需求,同时又能消耗最少的能源完成上述要求的热水器。并在家高效
制取生活热水的同时,能够像空调一样释放冷气,满足厨房的制冷需求,并且可以在阳台、
储物间、车库等局部空间达到除湿的作用防止物品发霉变质或者快速晾干衣物。
热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。通常用于热泵装置的低温热源是
我们周围的介质——空气、河水、海水,或者是从工业生产设备中排出助工质,这些工质常
与周围介质具有相接近的温度。热泵装置的工作原理与压缩式制冷机是一致的;空气能热泵
热水器的工作原理是采用空调的制冷原理让制冷剂工质不断完成“蒸发→压缩→冷凝→节流
→再蒸发”的循环过程,通过蒸发器从空气中吸收热量,即空气能(低品位热能)(-5℃~43℃),
通过冷凝器将系统吸收的热量和消耗的电能传递到所需要加热的水中,制取热水(60℃,最
高达 65℃),通过热水供应管路输送给用户,满足热水供应需求。
其中压缩机的工作原理框图为:
温度调节器
具体过程是在冬季取暖时,将控温器中的蒸发器与冷凝器通过一个换向阀来调换工作,
在夏季空调降温时,按制冷工况运行,由压缩机排出的高压蒸汽,经换向阀(又称四通阀)
进入冷凝器,制冷剂蒸汽被冷凝成液体,经节流装置进入蒸发器,并在蒸发器中吸热,将
室内空气冷却,蒸发后的制冷剂蒸汽,经换向阀后被压缩机吸入,这样周而复始,实现制冷
循环。在冬季取暖时,先将换向阀转向热泵工作位置,于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽,
经换向阀后流入室内蒸发器(作冷凝器用),制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热,将室内空气加热,
达到室内取暖目的,冷凝后的液态制冷剂,从反向流过节流装置进入冷凝器(作蒸发器用),
吸收外界热量而蒸发,蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入,完成制热循环。
由热力学第二定律可知:热量自发地从高温物体传向低温物体;而由低温物体向高温物
体传递热量需要通过外力的做功。空气能热泵就是通过将空气中的热量吸收,释放到水中,
循环将水加热,同时把失去大量能量的低温空气释放到厨房或其他需要制冷的地方,因此还
能实现节能中央空调、局部制冷除湿的功能。
其中对于热泵能耗的计算为:热泵在工作时,工质能在蒸发器中吸收环境介质贮存的能
量 Q1;而启动系统需要消耗能量,即压缩机耗电 Q2;工质在冷凝器中释放到冷却介质的热
量 Q3,即 Q