热泵热水机组原理及常见问题

2023年12月31日发(作者：和志光)

热泵热水机组原理及常见问题

热泵热水器是一种新型热水和供暖热泵产品，是一种可替代锅炉供暖设备和热水装置。与传统太阳能相比，热泵热水器不仅可吸收空气中热量，还可吸收太阳能。热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后，与水换热，大大提高热效率，充分利用了新能源，是将电热水器和太阳能热水器各自优点完美结合于一体新型热水器。目前，热泵热水器有空气源热泵热水器、水源热泵和太阳能型三种系列，是开拓和利用新能源最好设备之一。 根据热源不同，热泵可分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵。

空气源〔太阳能〕热泵是当今世界上最先进产品之一，该产品以制冷剂为媒介，制冷剂在风机盘管〔或太阳能板〕中吸收空气中〔或阳光〕中能量，再经压缩机压缩制热后，通过换热装置将热量传递给水，来制取热水，热水通过水循环系统送入用户散热器进展采暖或直接用于热水供给。

热泵热水机组原理：

热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第2定律，运用热泵原理，只需要消耗一小局部机械功〔电能〕，将处于低温环境〔大气或地下水等〕下热量转移到高温环境下热水器中，去加热制取高温热水。热泵可以与水泵相比较，水是不能自发地从低处流向高处，要将低处水输送到高处，必须用一台水泵，消耗一局部电力，才能将水送到高处水箱中。同样，根据热力学第二定律，热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移〔传送〕，而要实现这个目，必须要有一台机器，消耗一局部机械功〔例如电能〕，才能将低温环境中热量传送到高温环境中去。这样机器就称之为"热泵"。热泵作用是将空气中或低温水中热量取出，连同本身所用电能转变成热能，一起送到高温环境中去应用。

方案设计及设备选型

一、 每天总用水量计算 根本参数:

序号

1

2

3

4

5

名称

学生宿舍(每人每天)

员工宿舍(每人每天)

住宅 (每人每天)

宾馆客房(每间每人)

桑拿休闲(每人每天)

桶提

25-30L

30-40L

淋浴

40-50L

40-50L

50-60L

150-200L

60-80L

浴池

80-100L

6

二、 设备选型

美容美发(每人每天)

20-30L

【计算公式】人(间)×总人数(间)=每天热水总用量

1、 机组每天额定供水量(额定工作时间≤14小时)

【公式】⑴、额定小时供水量×额定工作时间=每天额定供水量

⑵、额定小时制热量×电能热值860千卡/度×额定工作时间=额定生产热量

2、 每天总热负荷计算 (加热1升水温升1度需要1千卡热量)

【公式】 总用水量×需提温度=每天总热负

3、 设备选用

每天热水总用量≤每天额定供水量

每天总热负≤机组每天额定生产热量

三、 实例

某工厂员工宿舍楼共住200人,每天每人需要55℃淋浴热水40L

【冷水进水温度15℃、热水出水温度55℃、即需温升40℃】

每天总用水量即200人×40L=8000L=8吨

每天总热负荷即8000L每天总用水量×40℃=320000千卡

设备选型: 威德斯WAS050A热水机组2台

额定额定小时供水量420L 额定小时制热量16.5KW

2台机额定供水量:420L×2台×14小时=11760L

2台机额定总热负荷: 16.5KW×2台×14小时×860千卡/度=397320千卡

每天总用水量8000L＜2台机组每天额定供水量11760L

每天总热负荷320000千卡＜2台机组每天额定总热负荷397320千卡

家用热泵热水器水箱如何选？

热泵热水器水箱根据用户一天实际用水量确定，在用户可承受条件下，建议用户选用大一型号水箱，一般家庭：1-2人，配150或200L水箱〔100L/人〕；3-4人，配200或2×150L水箱〔80L/人〕；5-6人，配300或2×200L水箱〔70L/人〕。

四、 主要配件简介

序号

1

2

3

4

名称

循环泵

管材

电缆电线

冷热水电磁阀

功能

⑴机组与水箱循环

⑵管道压力

⑶回水循环

冷热水输送管道

设备电能输送

⑴液位控制

⑵出水时间控制

五、本钱比较表

以1000公斤〔1吨〕15oC冷水，加热至55oC热水，需要40000千卡热量为例:

名称

热量

实际热值

(860千卡/度×热效率90%)

×

价格

＝

＝

本钱

电热水器

40000千卡

÷

液化气

4.8元/㎏

40000千卡

÷

(10800千卡/㎏×燃烧效率65%)

×

管道燃气

40000千卡

÷

(26000千卡/立方×燃烧效率65%)

×

管道煤气

40000千卡

÷

(6500千卡/立方×燃烧效率65%)

×

柴油锅炉

40000千卡

÷

(10300千卡/㎏×燃烧效率65%)

×

热泵

40000千卡

÷

(860千卡/度×热效率400%)

×

4.2元/㎏

＝

＝

＝

＝

25元

热泵产品工作原理是什么？

产品用制冷剂作为媒介，制冷剂汽化温度低，在-40℃即可汽化，故此，它与外界温度存在着温差，冷媒吸收了外界温度后汽化，通过压缩机压缩制热，变成高温高压气体，再经热交换器与水交换热量后，经膨胀阀释放压力，回到低温低压液化状态，通过制冷剂不断循环并与水交换热量，将水罐中水加热。

热泵产品特点为何？

1、 不受环境影响，一年四季可用；

2、 节能效果突出，投资回收期短；

3、 环保型产品，无任何污染；

4、 使用寿命长，运行费用低；

5、 运行平安，无人操作；

6、 模块化设计，安装方便。

热泵与常规太阳能产品相比优点在哪几方面？

适用范围广：产品适用温度范围在-10-40℃,并且一年四季全天候使用，不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚影响，都可正常使用。可连续加热，与传统太阳能储水式相比，热泵产品可连续加热，持续不断供热水，满足用户需求。

运行本钱低：与常规太阳能相比，在春、夏、秋季阳光较好时，运行费用高于太阳能，但在阴雨天和夜晚，热效率远远高于太阳能电辅助加热。全年平均下来，常规太阳能辅助系统全年耗能比产品全年总耗能还要高出很多。

安装方便：空气源热泵占地空间很小，外形与空调室外机相似,可直接接保温水箱或与供暖管网连接,适合于大中城市高层建筑，对于大型中央供热问题，产品是最好选择。

热泵产品与锅炉相比优点是什么

热效率高：产品热效率全年平均在300%以上，而锅炉热效率不会超过100%。

运行费用低：与燃油,燃气锅炉比,全年平均可节70%能源，加上电价走低和燃料价格上涨，运行费用低优点日益突出。

环保：热泵产品无任何燃烧排放物，制冷剂选用了环保制冷剂R417A，对臭氧层零污染，是较好环保型产品。

运行平安，无需值守：与燃料锅炉相比，运行绝对平安，而且全自动控制，无需人员值守，可节省人员本钱。

模块式安装，便于增添设备：产品采用多台机组并联安装模式，当用户用水量增大时，可随时增添设备。

热泵产品与锅炉相比缺点是什么

加热速度慢：热泵产品是以制冷剂为媒介，采用压缩机压缩制热方式，与锅炉直接加热模式相比，速度相对较慢。

一次性投入大：与燃油,燃气锅炉比,当用水量大于10吨时，一次性投入大于锅炉，用水量越大，产品相对投入越大

加热水温有限制：热泵出水温度一般在60℃〔水源热泵可达80℃〕，不能产生80℃以上高温水或蒸汽。

七、 安装示意图