空气能热泵一体系统制冷和制热原理分析,主要的优势有哪些?

成都暖通技术胡工

14小时前·成都天宇暖通设备工程有限公司技术员 优质家居领域创作者

常见的空调和地暖都是独立的系统,各自的优势不同,空调的主要能力是制冷,地暖的主要能力是制热。如今水生态空调系统的技术改革,空气能热泵一体机的出现使其兼容了空调和地暖的功能,能够产生低温水,供夏季制冷;能够产生高温水,供冬季采暖。

空气能热泵运转时,消耗小部分电量,可以吸收空气中的免费热能,再通过压缩机做功将低温热能转化为高温热能,然后转移到水中,最后通过地暖、暖气片或者风机盘管将水中的热量传递到室内,从而提高室内的温度。同理,热泵主机在夏季的时候,产生冷冻水,通过风机盘管释放到室内,从而降低室内的温度。

空气能热泵一体机系统制冷和制热的原理

夏季制冷

空气能热泵通过水循环系统来维持房间舒适温度,当风机盘管开启运行后,风机盘管将房间的热量吸收到水中,管道中升高到25℃-35℃的循环水带着吸收的热量回到热泵主机,由热泵主机的压缩机进行热量交换,把多余的热量释放掉或者用于生活水加热,此时管道中的循环水温可以降到7℃,再通过水泵推动循环把冷量带到风机盘管,此时风机盘管的出风温度只有12℃-15℃,通过与室内空气的换热,从而达到降温的目的。由于水的比热容比氟利昂更大,惰性更强,可以保持很长一段时间的低温,因而室内可以得到更加恒定的空调效果。

冬季制热

空气能热泵从空气中吸收低品位的热量,通过压缩机的转化,形成高温热量,再通过换热器把升高的热量转移到水中,持续工作至水温达到供暖需求,最后由地暖(暖气片、风机盘管)把水中的热量散发到室内,从而完成冬季房间的升温。当然地暖是冬季采暖的首选,原因在于暖气片的供水温度较高,暖气片散热量过小的情况下很难达到室内温度,采用低温水供暖气片,此时暖气片的数量需要增加,这会占据更多的室内空间,采用风机盘管散热,此时的热风都在头顶,吹出来的热量容易上浮,导致效果不好,舒适度不高,还带有噪音。

空气能热泵一体系统的主要优势

舒适度

从制冷看,普通空调的冷媒几乎都是氟化物,冷媒的换热效率很高,升温和降温的速度很快,能够快速地带走室内的热量,使房间凉快下来,不过会导致房间的温差较大,排出的冷凝水更多,带走的水分也会更多,房间就会越干燥。而空气能热泵属于水生态空调,主机部分的冷媒是氟化物,室内部分冷媒是水,水的惰性较高,水与空气进行高热量交换时,温度更加容易控制和调节,热交换过程中温差仅有5℃-7℃,出风更加柔和,不刺骨,不干燥,恒温性更高,舒适度自然更高。

从制热看,空气能热泵系统可以连接地暖、暖气片和风机盘管三种末端,采暖方式中地暖的舒适度最高,空气能热泵所制造的35℃-60℃的热水符合地暖供水需求,地暖的散热方式给人“温足而凉顶”的体验,符合人体的生理循环,有效缓解制热噪音、干燥带来的烦恼,同时可以预防老人的风湿疾病和关节炎。虽然暖气片的供水温度要求高,但用在冬季温度较高的南方也是可以的,而风机盘管虽然出风方式不舒服,但是与地暖和暖气片同时使用可以提高房间升温的速度,当达到室内温度之后就可以关闭风机盘管。

使用成本

空气能热泵通过低电量吸收空气中的低温余热,使用空气中的免费热能,采用直流变频技术和喷气增焓技术,在-25℃也能高效地运转,同时获取3倍以上的热能供室内使用,能效达到300%以上,相比电采暖可以节省75%的费用,相比燃气采暖可以节省50%的费用。

环保

空气能热泵采用电能驱动热泵主机压缩机做功,不用消耗其他能源,同时没有废气的排放,吸收空气中的热能后,还能有效降低温室效应,属于节能环保型采暖设备,为国家清洁能源做贡献,也推动了煤改电政策的落实。

使用范围

空气能热泵不仅用在热水领域,通过对技术、噪音、节能、减震等的改进,空气能也大幅用在制冷、制热和烘干领域,而且设备的小型化改进,使其不仅能够用在自建房、大户型、别墅等户型,还能用在高层电梯公寓中。

智能控制

空气能热泵的整套系统有着强大的智能化基础,可以制热、制冷、补水、恒温全自动运行,可以感知室外环境温度的变化自动调节运行温度,24小时无忧使用。而且还带有485接口,可以外接智能设备,连接WiFi,实现远程控制。

注意:空气能热泵不仅有稳定、节能、环保、舒适、安全、寿命长以及使用范围广的优势,同时也存在着缺陷,例如价格比较贵,相比普通中央空调的外机,要贵上几千元,不过使用的热泵主机越大,价格优势越明显;夏季制冷速度慢,毕竟水的比热容大于氟利昂,传冷和传热的速度要慢一点,可是对于舒适性而言,过快地降温反而对身体不好;带有水箱安装的空间要求更大,对小户型不是很友好,不过水箱也是可以挂在墙上的,也能采用其他的方式替代缓冲水箱(如混动芯的设计)。

总结

以上总结了空气能热泵的制冷和制热的原理,同时给空气能热泵的部分优势做了分析,我们能够更加清晰地认识空气能热泵空气能热泵的整套系统。不过所有的事物都有两面性,有优势就有劣势,我们也要直面空气能热泵的劣势,为了更好地利用空气能热泵系统,在使用和安装的时候尽可能地避开劣势,感受空气能热泵给我们带来的效果。

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