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简析直热式与循环式空气能热水器优缺点

发布日期:2019/4/8 14:48:09 作者: 点击:

  空气能热水器分为直热式与循环式两种,大家在购买时可能会产生一些疑问,到底该选择哪一种。今天小编带大家看一下它们有何区别。

直热式空气能

定义

顾名思义,就是冷水通过机组,一次加热出来就是设定温度的热水。

比如在GB/T21362的规定中,将水从15℃经过热泵机组,一次加热至55℃。为了使出水温度恒定在设定温度,机组内必须有一套水流量控制模块,通过变流量来控制出水温度。由于热泵机组的能力会随环境温度的变化而变化,而且进水温度也会变化,所以,流量的变化要跟得上制热量的变化。由于进水温度和出水温度在一定时间内变化较小,其冷凝温度和冷凝压力相对比较稳定。

 

优点

1)冷凝工况稳定

不管水温和环境温度如何变化,当直热式的出水温度恒定时,其冷凝压力和冷凝温度是基本恒定的。我们可以利用这一个特点用冷凝压力调节阀来控制水温。相对于循环式,直热式至少在冷凝这一侧,工况是稳定的。这一点,对于延长压缩机的工作寿命非常关键,对热泵的结霜速度也影响很大。

2)综合能效高

这里的综合能效,主要指两点,一个是热泵机组本身的能效,一个是水泵的功耗,一般情况下,热泵的输入功率是不包含水泵功率的。一般而言,由于直热式的冷凝压力和冷凝温度是相对稳定的,其机组能效也相对稳定和容易测量,循环式的能效随着进水温度的变化而变化,其能效不容易测量。在相同配置的系统下,直热式的机组的平均能效比循环式高0.1-0.3。另外一个影响综合能效的因素是水泵的功耗。由于直热式的水流量只有循环式的1/8,往往直接用自来水的压力直接驱动,所以,直热式消耗在水泵上的功耗和直热式相比,一般可以忽略不计。而循环式的水泵功耗一般占到热泵主机功耗的5%- 10%,所以无形中,一个5P的空气源热泵消耗在水泵上的功耗在250W-500W左右,无形中拉低综合能效0.19-0.36。综上所述,直热式比循环式更省电。

3)水温稳定,舒适性好

直热式热泵将水一次加热至55℃放置在保温水箱中,对于一个保温良好的水箱,其每天的温降一般低于2-3℃,只要做好计划,每天根据用水的情况来安排机器的工作时间,每天用水多少,就产水多少,这样,损失在保温方面的能耗就很低。只要水箱里有水,就有热水用,水温还基本是稳定的,这一点对于用水的舒适性很关键。

缺点

1)水系统较为复杂,成本贵一些

由于增加了水路调节系统,相同配置下,直热式的成本要比循环式贵一些。

2)水系统阻力大

直热式热泵为了满足水箱恒温的要求,一般都有循环加热功能。直热的特点就是小流量,大温差,循环加热的特点是大流量,小温差。这个特点决定了直热水系统流程比较长,在相同流量下,水阻比循环式大,所以直热的机器是不太合适做循环加热的。在直热模式下,由于流量一般只有循环式的1/8,所以实际上,直热工作时水阻是很低的,一般只有十几kP。

 

循环式空气能

定义

循环式就是固定容积的水多次经过热泵机组,逐步将水温从低温加热至设定水温的一个过程。在每个加热循环过程中,其水流量一直是稳定的,但是进水温度是逐步升高的,所以,其冷凝温度和冷凝压力都会逐步升高。

循环式空气能又包括:氟循环和水循环两种循环方式。

一、氟循环家用机因换热器直接与水箱中的水进行热交换,其热效率略高一些。而水循环需要增加循环泵的用电量,同时水管、水泵及连接处铜/铁配件的散热增加,均导致用电量增加。

二、氟循环技术相对成熟、质量较为稳定,但在安装方面要求较高。水循环机组多一个循环水泵,一般来说,配件越多,越复杂的系统其不稳定性就越高,故障机率相对也越高。

三、氟循环机组的内置盘管受水质影响,而有腐蚀漏氟的隐患,故内置盘管应选用耐腐蚀性强的材质(如316L不锈钢、紫铜),并保证一定的厚度。同理,水循机组同样存在换热器内漏的隐患。

四、水循环机组增加了循环水泵,成本及售价比氟循环机组略高。

优点

1)热泵系统简单

循环式热泵系统相比直热式系统水路要简单很多,也不牵涉到水位控制。相对故障要低一些。

2)成本低

循环式的成本比直热式的成本要低一些。特别是一些螺丝批工厂,号称按国标工况做的机器,其成本更低,因为国标工况的环境温度是20℃,在这种环境温度下,条件是很好的,普通的空调外机换热器的设计就能满足要求。

缺点

1)冷凝工况不稳定

机组的冷凝温度和冷凝压力会随进水温度的变化而变化。在初始加热时,由于进水温度只有十几二十度,此时的冷凝温度和冷凝压力的很低的,造成排气温度和排气压力过低,一般排气温度只有四十多度,排气压力只有不到10bar,存在过冷凝的现象。过冷凝对系统是有害的,尤其是当环境温度较低的时候。因为理想的逆卡诺循环系统是没有沿程阻力的,但实际的热泵系统都存在阻力,为了确保制冷剂在系统管路中保持一定的流量,必须在压机的排气侧保持一定的压力,否则制冷剂是没有动力来完成循环的。排气压力过低时,要分两种情况,一种情况是环境温度较高,这时问题不大,因为蒸发温度也比较快就升起来,过冷凝的现象也就结束了。另一种情况是环境温度较低时(小于5℃),这时,蒸发温度较低,蒸发量急剧减少,结霜现象加快,一般可能不到一个小时就开始结霜,40分钟霜就结的很厚,需要进入化霜程序。回气量的减少,意味着制热量的衰减,一般这时的制热量只有国标工况下的60%甚至更低。由于此时结霜周期短,势必造成一种恶性循环,在低水温阶段浪费了大量的能源用于停机化霜。这是循环式热水机,特别是商用的循环式热水机存在的通病。(因为一般商用热水机的热泵功率和水箱容量的比一般都是1p-2p配1T的水箱)最后只能用电加热辅助,最后又造成电费高,给用户一种印象:“空气源热泵冬天费电,夏天还可以”,而且这种不稳定的冷凝工况,也是造成压缩机寿命缩短的主要原因。

2)综合效率低。

3)水温不稳定,舒适性差。

应用范围

直热式主要适用于消耗性热水,如生活热水,巴适消毒用水,当然,对于温差较大的循环式用水,也是适用的。

循环式主要适用于非消耗性热水,如采暖,保温,干燥等应用。


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