目录
摘要................................................................................................................. - 2 - 前言................................................................................................................. - 3 - 第一章空气源热泵热水器设计及应用概述....................................................... - 4 - 第一节空气源热泵的概述............................................................................ - 4 -
1.1.1热泵简介.......................................................................................... - 4 -
1.1.2空气源热泵简介.............................................................................. - 5 -
第二节热水器发展历史................................................................................ - 5 - 第三节空气源热泵热水器的发展前景........................................................ - 6 - 第二章热泵热水器系统运行原理......................................................................... - 8 - 第一节空气源热泵热水器的工作原理........................................................ - 8 - 第二节空气源热水泵热水器特点与优势 .............................................. - 9 -
2.2.1空气源热泵热水器具有以下特点.................................................. - 9 -
2.2.2空气源热泵热水器具有以下优势................................................ - 10 -
第三节空气源热泵机组的分类及工况特性 ............................................ - 10 -
2.3.1型式................................................................................................ - 10 -
2.3.2空气源热泵冷热水机组的系统图示............................................ - 11 -
2.3.3空气源热泵冷热水机组的变工况特性........................................ - 12 -
2.3.4应用场合........................................................................................ - 13 - 第三章空气源热泵热水机的工程应用............................................................. - 15 - 第一节几种常用热水器的对比分析.......................................................... - 15 -
3.1.1几种热水加热设备运行费用对比表............................................ - 15 -
3.1.2运行成本比较................................................................................ - 15 -
3.1.3初期投资比较................................................................................ - 16 -
第二节空气源热泵热水系统工程方案设计.............................................. - 16 -
3.2.1项目概况........................................................................................ - 16 -
3.2.2地理位置及气侯............................................................................ - 16 -
3.2.3工程设计依据................................................................................ - 16 -
3.2.4设计参数........................................................................................ - 16 -
3.热水系统的设计计算............................................................................ - 17 -
3.2.6热泵设备选型................................................................................ - 17 -
3.2.7保温储热水箱的选型.................................................................... - 19 -
3.7.8系统运行技术措施........................................................................ - 19 - 第四章空气源热泵热水机设计实例................................................................... - 20 - 第一节实例介绍.......................................................................................... - 20 - 第二节图纸说明.......................................................................................... - 23 - 参考文献................................................................................................................. - 28 - 致谢................................................................................................................... - 29 -
摘要
本文主要介绍了空气源热泵热水器的工作原理、特点及其应用。首先是从空气源热泵的概述、起源、发展历程等进行了介绍。从中可以了解到什么是热泵热水器？什么又是空气源热泵热水器以及空气源热泵技术前景等等。然后引申到介绍热泵机组的运行原理及系统设计规范以及空气源热泵热水器的特点、优势及其工况特性。再来就是通过列表的形式清晰地表述出几种热水器的能耗情况，着重突出空气源热泵热水器节能的特点，并联系实际情况对实例进行计算剖析。最后一个章节以一个实用新型新封闭式空气源热泵热水器机组的实例作介绍，结合工程图纸对系统进行深入剖析与说明。
关键词空气源热泵热水器设计能耗
前言
我国拥有丰富而多样的能源资源，但人均能源资源大大低于世界的平均水平，据美国某杂志计算，在2002年中国石油人均储量为2.9吨，仅为世界平均值的11.6％。另一方面，中国的能源利用效率很低（见表1）。随着中国城乡建筑的迅速发展，人们生活水平迅速提高，家用卫生热水的需求量也越来越大。在20世纪80年代中期开始，各种家用热水器应运而生，其中有电热水器、煤气热水器、太阳能热水器等，各种热水器在家庭中的使用正日益普遍，能源浪费也越来越严重。
近几年空气源热泵热水机组的出现，在节能、环保、安全方面具有很多的优点，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。
中国与发达国家能量设备效率比较（％）
火电工业锅炉泵风机能量设备名
称
中国28.5 55～65 65～80 65～70 发达国家36～38 80～85 78～90 80～90
表1
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，是可替代锅炉的供暖水设备。空气源热泵热水器是综合电热水器和太阳能热水器优点的安全节能环保型热水器，可一年三百六十五天全天候运转，制造相同的热水量，使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，太阳热水器的1/2。高热效率是空气源热泵热水器最大的特点和优势，在能源问题成为世界问题时，这是空气源热泵热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。
第一章空气源热泵热水器设计及应用概述
第一节空气源热泵的概述
1.1.1热泵简介
热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。
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；在小型空调器中，为了充分发挥它的效能，在夏季空调降温或在冬季取暖，都是使用同一套设备来完成的。在冬季取暖时，将空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。这样，将外界空气(或循环水)中的热量“泵”入温度较高的室内，故称为“热泵”。下图为热泵工作原理图。
1.1.2空气源热泵简介
由生活常识中我们可以知道，热水可以自己慢慢向空气中放热，冷却成冷水，这表明热量可以从温度高的物体传递到温度低的物体——空气。那么可不可以将这个过程反过来进行，将温度较低的空气中的能量向冷水中转移呢？由热力学第二定律可知：热量是不会自动从低温物体传到高温物体的。这就是说，热量能自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。但这并不是说热量就不能从低温物体传向高温物体，热泵则是消耗一定的机械能，将空气中低温热能“泵送”到高温位来供应热量需求的设备叫“空气源热泵”。
第二节热水器发展历史
第一代大功率燃气：
1、出水温度和水压受气候条件影响大，不稳定不易调节水温。
2、燃烧能耗高并伴随排放大量有毒废气，使用年限低。
第二代大功率电热水器：
1、主要是能耗超高，容易漏电伤人，储水量不足。
2、水温过高内胆结垢严重使用寿命短。
第三代太阳能热水器：
1、理论上最为节能，但是考虑到实际情况现实环境中会经常下雨阴天及北方冬季等需要外加电辅助，就相当一个电热水器安全隐患大。
2、由于一般太阳能为开式系统热水的水压完全由高差决定舒适性差。
3、一般太阳能所使用的真空管极易破碎维修麻烦使用年限较低。第四代代空气能热泵
针对空气能热泵价格高功能单一的情况，芬尼人不懈努力于2005年研制出了空气能热泵。其工作原理是（通过冷媒/制冷剂）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它需要制冷的地方，用于厨房或其它制冷需要。空气在失去能量降低温度的同时，大量的水蒸气被冷凝，因而释放的冷气湿度大大降低，相当于具有除湿的效果。因此该产品集节能中央空调、厨房（卫生间）制冷、局部除湿功能于一体，大大提高产品的性价比和使用性能。为更多富裕家庭享受高品质生活提供了条件。
第三节空气源热泵热水器的发展前景
2011年获得市场和政策明显“力捧”的一项绿色科技，当属空气源热泵热
水器技术。在这一年，一方面产业链布局初步完成后，各大热水器巨头开始向市场主动强势出击，大力推广各自旗下的空气源热泵热水器技术，市场从多年的不温不火迅速升温至各大厂商竞逐的激烈场面。另一方面，一改往常对空气能产品的扶持力度偏弱的政策倾向，今年开始众多地方政府都纷纷将空气源热泵热水器纳入节能产品推广目录。这也被认为是释放了一个积极信号，宏观政策的向好将进一步加快空气源热泵热水器的市场井喷。
空气源热泵热水器，究其本质就是从周遭自然界中吸取热量，通过电力做功，将这些热量传递到需要被加热的水中。算一笔账，将1吨水从平均温度15℃加热至 55℃为例，电价标准统取值0.62元/千瓦时(度)，电热水器所需费用是30.5元，然而空气源热泵热水器只需7.22元，也就是说，空气源热泵热水器所耗费的电量只是电热水器的1/4。实际上，空气源热泵热水器在商用领域早已经成气候。比如说，许多对热水都有需求的学校、酒店、洗浴中心等商业机构对空气源热泵热水器都有很高的接受度。商用机业务也基本上是空气源热泵热水器市场中的主要产品。而家用市场上，目前还是由电热水器和燃气热水器占据半壁江山。空气源热泵热水器和其他热水器相比，仍占市场边缘地位。市场价格、公众认知，以及一些产品对环境温度的适应性问题均是行业发展的门槛。但一些数据和趋势都表明，空气源热泵热水器这一行业或将很快迎来井喷。监测数据显示：2010年空气源热泵热水器实现销售额30.9亿元、销售量69万台。但在2002年，空气源热泵热水器年销售总额还不到1000万元，2009年空气源热泵热水器的年销售总额也仅是超过20亿元。总体而言行业发展速度不容小觑。而从公司规模看，在2002年尚不足5家的热泵热水器行业规模，据2009年初统计，已发展到达460家左右的规模。随着大企业的强势介入，势必会将空气能技术带入品牌化、规模化的新阶段。
由于热泵具有较好的节能效果，《节能法》的颁布实施促进了热泵事业的发展，减少二氧化碳的排放量和限期停用CFCS工质的环境保护政策。实施《民用建筑节能设计标准》后，建筑采暖能耗降低，降低了热泵采暖方式的运行费用，增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。要解决大中城市能源消耗量大、污染严重的问题，必须改善能源结构，这就为热泵的应用创造了条件。我国节能政策和环境保护政策、巨大的建筑市场、丰富的工业余热资源等因素将会极大地促
进空气源热泵热水器市场的发展。
对于房地产开发商来说，随着农村城镇化建设进一步加速以及缄区旧城改造的开展，新建住宅几乎全部安装了热水器；同时在八十年代中期、九十年代初期
安装的热水器均面临使用期已到须更新的高峰期。在今后的十年，中国将有33％的家庭迁入新居，意味着平均每年有260万个以上的家庭需要热水器，热水器的市场容量将以两位数增长。新型节能环保热水器在建筑行业的推广应用也给他们带来了新的利润增长点，增加了楼盘的品质。对业主而言，可以24小时使用热水，且相比电热水器而言，可以节省大量的运行开支。
在空气源热泵制造行业中，以芬尼克兹节能设备有限公司为首的部分企业，
在经过了几年时间的努力后，从目前市场对热泵的接受程度及反响来看，无论从
经销商层面还是终端用户，其认知程度都在大大提高，一些报刊、媒体也在大肆
报道空气能热泵热水器在业内创造的种种神话；并且在过去一段时间，我们在全
国市场所做的热泵工程反映来看，空气能热泵热水器确实是节能、环保的热水产
品，在为客户创造价值的同时，用户对热泵的好评度也越来越高。
当前空气源热泵热水器市场最主要的问题就是产品知名度的问题，一万个人
中，可能只有两三个人知道空气源热泵热水器。从国际上来看，空气源热泵热水
器已经是一个很成熟的技术了，但在国内来讲空气源热泵热水器的确还处于起步
阶段，犹如初生的婴儿，因此就需要有更多本着对行业负责的生产厂家投入其中，
为这一阳光产业的更进一步发展做出不懈努力，给予更多的呵护与关爱。同时我
们也呼吁相关的政府职能部门给予更多的政策支持，让空气源热泵热水器产业在
健康的道路上长足发展。
第二章热泵热水器系统运行原理
第一节空气源热泵热水器的工作原理
空气源热泵热水机从低温空气中吸热，然后转移到高温的储水箱中，将热水储存在水箱中已备后用，从原理上来说，它与制冷机相同，都是根据逆卡诺循环原理工作。但是，两者工作的温度范围和要求的效果不同，制冷装置是将低温物体的热量传递给环境，以造成低温环境，热泵热水器则是从空气中吸取热量，并将它传递给水以生产生活热水。热泵热水器主要由压缩机、带有冷凝器的热水器（相当于制冷循环的冷凝器）、节流元件、蒸发器和温度控制装置等组成。空气源热泵热水机系统原理图：
空气能是一种广泛存在、平等给予和可自由利用的低价位能源，利用热泵循环提高其能源品位，因而是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术，具有实用价值。空气源热泵热水器加热时间短，水电完全分离，无触电危险；无废烟、废气排出，因而无中毒危险；同时也克服了太阳能热水器阴雨天不能工作、电热水器出现漏电、燃气热水器出现煤气泄露的缺点。
其工作流程是这样的：压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水
箱内，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气排进厨房。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环。
由以上的工作原理可以看出，空气能热泵的工作原理与空调原理有一定相似，应用了逆卡诺原理，通过吸收空气中大量的低温热能，经过压缩机的压缩变为高温热能，传递给水箱中，把水加热起来。整个过程是一种能量转移个过程（从空气中用转移到水中），不是能量转换的过程，没有通过电加热元件加热热水，或者燃烧可燃气体加热热水。
总之不管是何空调其实遵循基本原理能量守恒：能量（冷热）交换的过程，制冷是把室内的热量交换到外面如果是风冷机就把热量交换到大气中，现在大部分空调就是这样工作的一定程度上导致局部气温上升，而这里指的空气能热泵把释放的能量送到水箱里交换热量。制热就反过来。冷媒的循环：气态-->液态--->气态，气态在压缩机压力下变成液态过程要产生热量，热量排出后液态冷媒变冷了流到室内交换管道与室内空气交换变成冷气，此时变成了气态冷媒。
第二节空气源热水泵热水器特点与优势
2.1.1空气源热泵热水器具有以下特点：
1、超大水量：水箱容量根据具体要求量身订做，水量充足，可满足不同客户不同时段需求。
2、经济节省：从空气中获取大量的能源，能效比高达300%～400%。根据使用规律设定热水器自动运行时间，费用自然节省。
3、适用范围广：不受气候影响，在环境温度为-10℃～43℃下均能正常工作，可广泛应用于家庭、宾馆、酒店、学校、医院、集体宿舍、住宅小区、桑拿等集中供热。
4、持久恒温：使用非常简单，整个热水器采用自动化智能控制系统，用户只需在初次使用时开一下电源，在以后的使用过程中完全实现自动化运行，到达用户指定水温时自动停机，低于用户指定水温时系统自行开机运行，完全实现一天24小时随时有热水而不用等候。
5、安全环保：结构上水电完全分离，且无任何有害有毒气体排放或燃烧，不受台风等自然灾害的影响，绝对安全。
6、防冻功能：具有智能化霜功能，确保热水器在低气温环境下稳定运行，它可根据室外环境温度、蒸发器翅片温度和机组运行时间等多个参数综合、智能判断
自动进入和退出化箱。
7、安装方便：体积小巧，可以安装在任何地方，安装在室内不占用空间，也可以安装在室外，如屋顶、地面等露天放置，可以实现远程监控，占地面积小、安装简单，无需另设机房。
8、使用寿命长，维护费用低，设备性能稳定，使用寿命可达15年以上。
2.2.2空气源热泵热水器具有以下优势：
与常规太阳能相比，空气源热泵热水器具有四个方面优势：
1、从投资方面：如达到相同供水效果，资金投入空气源热泵热水器比常规太阳能产品少，并且可以使用经济电能，在用电低谷时制热水储备。
2、从使用方面：常规太阳能产品受天气影响明显，阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作，而空气源热泵热水器不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常工作，全天候提供热水。
3、从运行成本方面，常规太阳能在太阳直射下，几乎零成本运行，可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作，统计数据显示，正常使用时，常规太阳能辅助系统全年耗电能比空气源热泵热水器全年总耗电能要高1.5倍。
4、其它功能方面：空气源热泵热水器使用不受地点限制，可以摆放在任何地方，而且占地空间很小，而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空间，还必须露天摆放。同时使用寿命可达15年以上，维护费用低，设备性能稳定。
与锅炉相比空气源热泵热水器具有四个方面优势：
1、热效率高：产品热效率全年平均在300%以上，而锅炉的热效率不会超过100%。
2、运行费用低：与燃油,燃气锅炉比,全年平均可节70%的能源，加上电价的走低和燃料价格的上涨，运行费用低的优点日益突出。
3、环保：空气源热泵热水器无任何燃烧排放物，制冷剂选用了环保制冷剂，对臭氧层零污染，是较好的环保型产品。
4、运行安全，无需值守：与燃料锅炉相比，运行绝对安全，而且全自动控制，无需人员值守，可节省人员成本。
第三节空气源热泵机组的分类及工况特性
2.3.1型式
1.按采用的压缩机类型分
（1）往复式制冷压缩机空气源全封闭热泵冷热水机组。
（2）螺杆式制冷压缩机全空气源封闭热泵冷热水机组，制冷剂为R22。
2.按机组结构类型分
（1）组合式，如上海冷气机厂LSQFR系列。
（2）整体式，如上海合众—开利30GQ系列。
2.3.2空气源热泵冷热水机组的系统图示
1.采用往复式制冷压缩机空气源全封闭式的空气源热泵冷热水机组
1-空气侧换热器；2-压缩机；3-四通换向阀；4-板式换热器；
5-止回阀；6-气液分离器；7-单向膨胀阀；8-干燥过滤器；
9-截止阀；10-贮液器；11-视液镜；12-电磁阀
2.采用螺杆式压缩机的空气源封闭式热泵冷热水机组
1-双螺杆压缩机；2-四通换向阀；3-空气侧换热器；4-贮液器；5-干燥过滤器；6-电磁阀；7-制热膨胀阀；8-壳管式水侧换热器；9-液体分离器；10-止回阀；11-止回阀；12-电磁阀；13-制冷膨胀阀；14-电磁阀；15-喷液膨胀阀；16-止回阀
2.3.3空气源热泵冷热水机组的变工况特性
1.额定制冷量—环境温度为35℃，出水温度为7℃时的制冷量。
2.额定制热量—环境温度为7℃，出水温度为45℃时的制热量。
3.实际运行中，由于环境温度不同，出水温度不同，使机组的制冷量和制热量也随之变化。
以上海冷气机厂生产的LSQFR-130机组为例，制冷工况变化如下：
变化规律：
1．环境温度一定时，制冷量随出水温度的升高而增加，功耗亦增大；
2．出水温度一定时，制冷量随环境温度的升高而下降，功耗随环境温度的升高
而增加。
制热工况的变化如下:
变化规律：
1．环境温度一定时，制热量随出水温度的升高而减小，功耗随出水温度的升高而增大；
2．出水温度一定时，制热量随环境温度的降低而降低，功耗随环境温度的降低
而降低。
2.3.4应用场合
(1)一般来说，按《建筑气候区划分标准》（GB50178-83）的Ⅲ类地区采用空
气源热泵冷热水机组比较适合。
(2)室外空调计算温度-10℃以上的城市，建筑物1 万—1.5 万平方米，冬季相
对湿度不高的地区宜采用。
具体来说：
1.全年累计除霜时间大于1900小时，每kg湿空气累计除霜量大于26 kg，te＜-8℃的运行时间大于250小时的地区不宜盲目推广使用，如北京、西安、济南、兰州等城市。(低温结霜区）
2.全年累计除霜时间在1000—1900小时，每kg湿空气累计除霜量大于26 kg，te ＜-8℃的运行时间为100—150小时的地区应慎重小心地使用。
如成都、长沙等城市。（重霜区）
3.全年累计除霜时间为500——1000小时，每kg湿空气累计除霜量为7—20 kg，te＜-8℃的运行时间小于110小时的地区可大力推广使用，如上海、杭州、南京等城市。（一般结霜区）
4.全年累计除霜时间小于500小时，供暖时间短，导致热泵投资效益低,可以使用。如桂林、重庆等城市。（轻霜区）
第三章空气源热泵热水机的工程应用
第一节几种常用热水器的对比分析
目前，市场上热水器的主流产品包括电、燃气、和太阳能三大类。它们都是有一定的优势，但从实际使用看也存在着很大的不足。例如燃气热水器的优势是设备间单，体积小，运行费用较低，它的缺点主要是表现为系统效率低，并且在燃烧不充分时产生CO等有害气体，不易调温，需定期除垢等。电热水器的优点主要是初期投入小，设备简单，操作方便，缺点是，能耗大，设备必须采取一定的安全措施以防漏电对人身造成的伤害。太阳能热水器的主要优点表现为运行费用低，节能、环保、不占据室内的空间，设备简单、操作维修方便等，是一种新型的绿色产品。它主要缺点为初期投入大，系统总的效率低，太阳能本身具有的间歇性，不稳定性及区域性大等缺陷使其不能全面普及。
用空气源热泵制取生活热水在国内刚刚起步。但由于其高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点，以及可以有效地解决目前国内有关部门对节约能源、环保、安全等各方面较棘手的问题，而受到社会各方面的广泛关注。
3.1.1几种热水加热设备运行费用对比表
供热方式热泵热水
器
燃气热水器燃油热水器电热水器太阳能
加热一吨水所需的热量：1000kgX(60-20)X1=40000kcal
能源种类电液化气轻柴油电电（辅助）
能源热值860kcal/
度
12000kcal/kg 10300kcal/kg
860kcal/
度
860kcal/度
热效率380% 80% 80% 95% 95%
能源消耗
量12.2度4．2kg 4.85kg 49度
17度（按35%
计算）
能源单价0．64元/
度
4．7元/度3．9元/度
0．64元/
度
0．64元/度
能源费用7．8元19．7元18．9元31．4元10．9元使用年限10~15年8~10年8~10年8~10年8~10年
3.1.2运行成本比较：热泵热水器运行成本最低，比电热水器节省75%，比燃气热水器节省60%，比燃油热水器节省60%，相当于太阳能热水器。
3.1.3初期投资比较：热泵热水器的设备初投资跟太阳能系统差不多，比燃油炉贵。但其综合投资相对来说比较划算，因为燃油炉会需要设专用设备房，而热泵机组不需专用机房，占地面积小，可灵活布置。燃油炉对于环保有要求的还会需要排污处理费用，而热泵热水机组无此项费用。燃油热水炉还需储油罐和输油管，输油泵以及消防措施等，所以其综合投资也高。另外，空气源热泵热水机的使用寿命与上述几种热水设备相比均长3~5年。
第二节 空气源热泵热水系统工程方案设计
3.2.1项目概况
某学校，计划用热水约100人/天。
3.2.2地理位置及气侯
属北亚热带湿润区，受季风环流影响，形成的气候特点是：四季分明，气候温和，雨水充沛，日照充足，无霜期长。气温，1月平均气温在 2.8℃左右；7月平均气温在28℃左右。全年无霜期220天左右。
3.2.3工程设计依据
1、甲方提供的工程项目概述及要求。
2、《建筑给水排水设计手册》。
3、《建筑给水排水设计规范》。
4、《简明建筑设备手册》。
5、《给水排水常用数据手册》。
6、电器有限公司产品样本。
7、全国民用建筑工程设计技术措施---给水排水。
3.2.4设计参数
运
行
费
用 25%
31.5%
45%
65.8%
100% 空气源热泵
太阳能 液化气 燃油水炉 电加热器
1、冬季冷水的计算温度5℃(查手册得)。
2、热水出水温度为55℃。
3、全年平均冷水温度为15℃。
4、用水量，每天需要55℃热水量：100人×50L/人=5000 L=5T
3.2.5热水系统的设计计算
1、根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
①全天耗热量计算（5T）：
冬季1kcal/kg.℃×5吨×(55℃-5℃)×103×1.05
=262500kcal
=305.2 KW
春秋季1kcal/kg.℃×5吨×(55℃-15℃)×103×1.05
=210000kcal
=244.2KW
夏季1kcal/kg.℃×5吨×(55℃-20℃)×103×1.05
=183750kcal
=213.7 KW
②小时耗热量计算：
热泵每天运行时间不超过24小时，从节约投资和经济运行最合理考虑，在冬季不利天气下，我们计算按照每天最长18小时计算。
因此每小时耗热量为：305.2KW/18h=16.96KW/h （5T）
3.2.6热泵设备选型
根据工程项目的实际情况选择空气能热泵热水机组提供热水。
1、热水耗热量为16.96KW/h （5T）
2、型空气源热泵热水机组技术参数表。
项目400/G-B01 额定制热输入功率（25℃）W 4800
额定制热量（25℃）W 21500
电源380V/50HZ
最高出水温度℃60
额定制热水量（40℃温升）L/h 460
额定循环水流量L/h 3750
外型尺寸mm 770×810×1015
出水管DN32
进水管DN32
冷凝水管DN20
净重180Kg
额定工况：空气干球温度为25℃，湿球温度19.5℃。
3、根据“” -400/G-B01型空气源热泵热水机组在国家首家模拟环境实验室
的模拟检测:
在冬季环境温度5℃条件下，单台 400/G-B01型空气源热泵热水机组的额定输出功率为14.30 KW.
在春秋环境温度15℃条件下，单台400/G-B01型空气源热泵热水机组的额定输出功率为18.55KW.
在夏季环境温度30℃条件下，单台400/G-B01型空气源热泵热水机组的额定输出功率为24.15 KW.
4、根据空气源热泵热水机组在冬季环境温度5℃条件的不利工况下，满足热水工程要求：热泵热水机组冬季全天运行时间为18小时。16.96 KW/h÷14.30KW =1.18台。故采用1台“” -400/G-B01型空气源热泵热水机组，极端气温下可采用辅助加热设备。
在春秋季根据空气源热泵热水机组在平均工况（平均气温15℃）下满足热水工程要求244.2KW÷18.55 KW=h
因此热泵热水机组春秋平均全天运行时间为13.16小时。在夏季根据空气源热泵热水机组在气温28℃下，满足热水工程要求213.7KW÷24.15KW=h
因此热泵热水机组夏季平均全天运行时间为8.85小时。
3.2.7保温储热水箱的选型
系统需要的保温水箱。因此根据设计用水量，需要一只5T蓄热不锈钢保温
水箱。
3.7.8系统运行技术措施
不锈钢保温水箱的进水控制：冷水给水管可以通过进口电磁阀控制补水，该阀受干水位控制仪和温度控制仪双重控制。水位仪设两点，低水位1点，高水位2点。水位仪测试液位位于低水位且中部温度探头为高温时，电磁阀开启，补水至高水位2点或中部温度探头探测到混合水温低于设定时，无论水位有没有补到高水位2点，关闭电磁阀。
进水控制优点：保证供热水系统不会因供水量不足而断水，影响用户用水。保证用户用水水温不受影响
空气源热泵热水机组的运行控制：空气源热泵热水机组的运行根据水温和水流双重控制，当温感器判定循环管路或不锈钢储热水箱的水温低于40O C时，并且循环管道中有水流经过，启动运行，达到55O C时或水流停止时停止运行。
第四章空气源热泵热水机设计实例
第一节实例介绍
这是一种新型实用空气源热泵热水机组，其主要技术要点是，将至少两台压缩机并联；并第一温度传感器、压力传感器和第一控制器；第一控制器设有可将第一温度传感器探测到的温度信号与环境温度设定值进行比较并根据比较结果使相应的压缩机进入开启状态的第一控制电路，和可将压力传感器探测到的压力信号与压力设定值进行比较并根据比较结果制控风机转速的第二控制电路。本实用新型从根本上解决了冬、夏季运行时，用户需要的热水量与机组的制热量不匹配的问题，而且通过改变风机的风量，保证压缩机的安全可靠运行。另外，通过增加连接风道和冷水循环装置将原来废弃的冷量加以回收，提高了热水机组的利用率，并减少了用户的能源消耗。
空气源热泵热水机组
技术领域
本实用新型涉及空气源热泵技术领域，尤其涉及一种用空气源热泵制热水的热水机组。
背景技术
空气源热泵是一种能从自然界的空气中获取低品位热能，经过电力做功，输出为能够使用的高品位热能的设备。其工作采用卡诺循环原理，具体工作过程是：压缩机工作后排出高温高压的气态制冷工质；该高温高压的气态制冷工质经四通阀进入冷凝器释放热量后，变成中温高压的液体；该中温高压的液体制冷工质经过干燥过滤器、视液镜和膨胀阀的节流降压，变成低温低压的液体，再经过分液头在蒸发器内通过吸收空气中的热量而蒸发，变成低温低压的气体；该低温低压的气体制冷工质流回压缩机吸气口，完成一个工作循环。公知的空气源热泵，其制冷工质在流经蒸发器的过程中，需要通过风机进行强制换热。由于风机产生的风场的风量固定不变，当夏季室外环境温度较高时，制冷工质在蒸发器内蒸发时的蒸发温度和蒸发压力都较高，很容易超出压缩机的正常运行范围，给压缩机的正常运行带来安全隐患；而当冬季室外环境温度较低时，制冷工质在蒸发器内蒸发时蒸发温度和蒸发压力又较低，压缩机的制热量也低。从另一方面看，如果环境温度过低，蒸发器里的制冷工质得不到充分的蒸发，被暖入压缩机时，容易产生液击事故，并导致机件磨损和老化。空气源热泵热水机组在夏季运行时，由于室外环境温度较高，压缩机的吸气压力高，机组的制热量大，而夏季用户需要的热水量却较冬季少，造成压缩机压缩能力的闲置；在冬季运行时，由于室外环境温度较低，压缩机的吸气压力低，机组的制热量小，而冬季用户需要的热水量却
空气源热泵空调系统设计 方案 第1章绪论 改革开放以来，随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的大幅度提高，能源的消耗越来越大，其中建筑能源占相当大的比例。据统计，我国历年建筑能耗在总能耗的比例是19%～20%左右，平均值为19.8%。其中，暖通空调的能耗约占建筑总能耗的85%。在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能能量已占建筑物总能耗的40%～50%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。热泵空调高效节能、不污染环境，真正做到了“一机两用”（夏季降温、冬季采暖），进入20世纪90年代以来在我国得到了长足的发展，特别是空气源热泵冷热水机组平均每年以20%的速度增长，成为我国空调行业又一个引人注目的快速增长点。 所谓热泵，就是靠电能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。也就是说，热泵可以把不能直接利用的低品位热能(空气、土壤、井水、河水、太阳能、工业废水等)转换为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、燃气、电能等)的目的。类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为“水泵”，把气体自低压区送至高压区的机械称为“气泵”（在我国习称气体压缩机），因而把这种输送热能的机械称为“热泵”。因此，在矿物能源逐渐短缺、环境问题日益严重的当今世界，利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视。空气源热泵的历史以压缩式最悠久。它可追溯到18世纪初叶，可以说1824年卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础。热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP（性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。 热泵热水机组以清洁再生原料（空气＋电）为能源，既不使用也不产生对人体有害的气体，同时也减少了温室效应和大气污染。目前，在我国电力资源短缺
主讲人:刘海棠 职务:技术部部长 课题:空气源工作原理 ㈠空气源热水器工作原理 一、空气源热水器的定义 空气源热泵热水器又称热泵热水器,由热泵吸收空气热源制取热水。空气源热水器就就是通过热泵用逆卡诺原理,以极少的电能,吸收空气中大量的低温热能,通过压缩机的压缩变为高温热能,传输至水箱,加热热水,这种通过热泵运动来获得加热的热水器叫做空气源热水器。 目前,空气能热泵热水生产厂家与市场集中分布在长江以南。主要生产厂家集中在珠江三角洲的佛山、东莞、深圳、珠海以及长江三角洲的杭州、宁波地区。消费市场主要分布在长江以南的广东、广西、福建、江西、上海、浙江、安徽等省区,并逐步从长江以南向长江以北扩展。 二、空气源热水器的组成部分
热泵热水装置,主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、风机五大部件组成,通过让工质(制冷剂)不断完成蒸发(吸取环境中的热量)→压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程,从而将环境里的热量转移到水中。 蒸发器直接从空气中吸取热量,将节流后的制冷剂吸热气化达到预期效果的设备。 压缩机就是空气源热水器的心脏,把制冷剂从低压提升为高压,并使制冷剂不断循环流动。 冷凝器就就是将压缩机排出的高温高压气体释放出热量后冷凝成低温高压液体的换热设备。 膨胀阀就是一种节流装置,控制制冷剂的流量,可提高系统的能效比与可靠性。 风机主要就是起加强气体流通量的作用,就是依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的设备。 制冷剂就是热泵系统中实现制热循环的工作介质,也称冷媒。作为一种特殊的物质,制冷剂的物质状态在热泵循环过程中不断发生变化:在蒸发器中,制冷剂在较低的压力状态下吸收热能由液态变为气态;压缩机将此低压的气态制冷剂压缩升温为高压气态制冷剂;在冷凝器中,制冷剂在较高压力状态下放出热能由气态便为液态。 三、空气源热水器的基本工作原理 热泵技术就是基于逆卡诺循环原理实现的;如同在自然界中水总就是由高处流向低处一样,热量也总就是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现水的由低处向高处流动,热泵同样可以把热量从低温热源传递到高温热源,所以热泵实质上就是一种热量提升装置。热泵的作用就就是从周围环境中吸取热量(这些被吸取的热量可以就是地热、太阳能、空气的能量),并把它传递给被加热的对象(温度较高的媒质)。 热泵热水机组工作时,蒸发器吸收环境热能,压缩机吸入常温低压介质气体,经过压缩机压缩成为高温高压气体并输送进入冷凝器,高温高压的气体在冷凝器中释放热量来制取热水,并冷凝成低温高压的液体。后经膨胀阀节流变成低温低压液体进入蒸发器内进行蒸发,低温低压液体在蒸发器中从外界环境吸收热量后蒸发,变成低温低压的气体。蒸发产生的气体再次被吸入压缩机,开始又一轮同样的工作过程。这样的循环过程连续不断,周而复始,从而达到不断制热的目的。 热泵原理示意图如下:
方案提供单位: 浙江正理电子电气有限公司联系人: 黄建生 联系电话 :
目录 第一章项目概况................................... - 6 -第二章方案设计简介............................... - 7 - 2.1 系统原理图 ................................ - 7 - 2.2 整体方案说明............................... - 7 - 2.3 报价方案 .................................. - 7 - 2.4 该方案的经济效益........................... - 8 -第三章设计依据及标准............................ - 10 -第四章设计计算参数.............................. - 10 - 4.1 机组额定工作参数.......................... - 10 - 4.2 工程设计计算参数.......................... - 11 -第五章卫生热水系统设计.......................... - 11 -第六章酒店卫生热水系统设计….…................. - 12 - 6.1 热泵机组运行时间确定...................... - 12 - 6.2 日耗热量的确定............................ - 12 - 6.3 设备选型 ................................. - 13 - 6.3.1 冬季最冷工况下( -2.4℃) 设备选型........ - 13 - 6.3.2 冬季平均工况下( 4.2℃) 运行时间校核..... - 14 - 6.3.3 年平均工况下( 1 7.5℃) 运行时间校核...... - 14 - 6.3.3 夏季工况下( 29.7℃) 运行时间校核........ - 15 -
空气源热泵热水器的原理和发展史 追溯其渊源，空气能热水器应该算是个舶来品。空气源热泵技术1924年就已在国外发明。然而在很长的一段时间里并没有被人类充分地认识和运用。直到20世纪60年代，世界能源危机爆发以后才受到充分的重视，所以此后世界各国纷纷加大了研发力度，进一步推广了热泵技术，使得目前热泵技术已经比较广泛地使用。20世纪70年代初期，由于"能源危机"的出现，热泵又以其回收低温废热，节约能源的特点，在产品经过改进后，更受到了人们的青睐。比如美国，热泵的产量从1971年的8.2万套/年猛增至1976年的30万套/年，1977年再次跃升为50万套/年，而此时日本后来居上，年产量更超过50万套。目前热泵市场每年都在成倍增长，发展势头相当迅猛。在欧美大多数发达国家，如澳大利亚、英国、法国、北欧及南欧的一些国家，热泵产品已经进入了大多数家庭，而在我国的毗邻国家如新加坡、马来西亚等也是热泵热水器使用比较普遍的国家。 相对来说，空气源热泵热水器在我国起步则比较晚，国内厂商关注该产品也是近几年的事情。由于前期在产品的导入时，市场培育不够，因而无论是从技术还是从产品上来看均还处在初级发展阶段。而这两年来，在各方面能源紧缺的情况下，空气源热泵热水器逐渐被广大厂商重视起来，尤其是近两年来有了比较大的增长，单就生产企业也由屈指可数的几家突飞猛进爆涨到目前的几十家甚至近百家。还有一些手工作坊或者纯粹靠贴牌组装而卖产品的则更加不在少数。而04年进入的数家空调企业更加壮大了这一队伍的规模。
总体来说，就目前而言，国外的空气源热泵热水器市场已经相当成熟，在发达国家使用的比例有的高达70%，比如在新加坡、欧美的一些国家等。就是在中国的香港和台湾地区也有将近50%的推广使用力度。只是受国内消费和经济发展规律的影响，空气源热泵热水器也是在近4年才被引进并在小范围内推广使用，而且是集中在经济发达的两个三角洲地区。据市场的统计数据来看，虽然该产品在国内上市只有短短几年时间，但是增长的速度却非常快。2002年时，它的销售额还不到1000万元，但是到2003年，它已达到了3000万元，2004年则达到8000万到1个亿。按照预算估计，2005年，热泵产值会超过三个亿。可以说，就象前几年互联网接入时的发展速度一样，整个行业销售增长率将以几何基数增长，市场空间十分巨大。 四、什么是空气源热水器： “空气能”热水器是一种采用空气热能生产热水的热水器。通过电能驱动空气压缩机搬运空气中的热量，通从冷媒的膨胀和压缩实现与水的热交换。它是继燃气热水器、电热水器和太阳能热水器之后的第4代热水器，它综合电热水器和太阳能热水器的优点安全、节能、环保型热水器，可一年三百六十五天全天候运转，制造相同的热水量，使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，太阳热水器的1/2。 五、空气源原理： 空气源热水器以制冷剂作为媒介，冷媒吸收了环境空气中的热量后汽化，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，回到低温低压的液化状态，通过制冷剂的不断循环，不断吸收空气中的低品位热量，并将该部分热量转移，来制取热水。 在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范
空气源热泵热水机组中央供热水系统工程 设计方案 一、工程概况及甲方要求： 1.工程概况 贵校柳州南亚、冠亚校区综合楼入住师生约700人，其中南亚校区400人，冠亚校区300人，人均用热水按30kg/天计算，总量为: 21000 kg/天（55℃） 2．甲方要求： A、要求在两栋楼天面安装空气热泵热水机组中央供热水工程，解决师生冲凉用热 水的问题。 B、要求安装电辅助加热装置，以防冬天极端最冷（气温＜0℃时）辅助热泵加热。 C、要求定时供应热水。 D、要求安装回水系统，以方便学生用热水。 E、要求设备自动化，以方便管理。 二、设计依据： 1．B12021.3-2000《空气调节机能源效率限定值及能源等级》 2．GB19577-2004《冷水机组能效限定值及能源效率等级》 3．GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》 4．GB50268-97《给水排水管道工程施工及验收规范》 5．JGJ116-98《建筑抗震加固技术规程》 6．GB50057-94《建筑物防雷设计规范》 7．JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》 8． GB4272-92《设备及管道保温技术通则》 9．甲方要求 三、设计方案：
我公司根据国家规范、标准和本公司一贯秉承的“安全、实用、节能、美观”八字设计思想，体现设备实用性、合理性和技术先进性，结合贵校楼面的基本情况，设计空气源热泵中央供热水系统方案，具体如下： （一）、南亚校区 1．在综合楼天面安装“金星牌”KRS-15A空气热泵热水机组壹台，组成一套空气热泵中央供热水系统。系统在标况下每小时产55℃热水1283kg，机组运行9.5小时就能满足该楼师生日用热水的要求。 2．在综合楼天面安装10m3、2m3储热水箱各一个，另在地上安装2m3储热水箱一个（供给负一楼教师及饭堂用热水），水箱内胆采用:δ=1.5mm SUS304/2B食品级不锈钢,水箱外壳采用不锈钢、保温层采用聚氨酯整体发泡填充,厚度为50MM。 3．在空气热泵热水机组与储热水箱之间安装一套ISG40-100加热循环系统。当储热水箱中的热水未达到设定温度时，加热循环泵启动将储热水箱中的水抽至热泵热水机组进行循环加热，直至水温达到设定要求，确保热水的温度恒定。 4．在天面及地上水箱中各安装12KW电辅助加热壹套，以便冬天极端最冷时辅助加热。5．在供热水主管上安装一套ISG40-100加压回水系统。该系统有两个作用：第一，在设定的供水时间段内，开启向管网内供水，以保证供热水管网压力；第二，该系统受温度控制，当供热水管网中水温达不到冲凉的温度时，将管网中的低温水抽回储热水箱二次加热，这样既可以保证打开花洒就有热水可用，又不浪费水源，节约开支。6．在补冷水管安装DF32补水电磁阀一台，DN32电子除垢器一套（净化水质）。该电磁阀受时间和水箱的水位控制，在设定的时间段内当储热水箱水位降至设定水位下限时，电磁阀开启补水；当水位达到客户设定的上限要求时，电磁阀关闭停止补水。7．天面热水管道均采用PPR管（室内管网由土建方负责），并用橡塑保温材料，外用铝皮包装。 8．供热水管采用浮球取水装置，该装置在浮力的作用下，始终浮在水箱的上部，取得的都是水箱中较高温度的热水。
目录 摘要................................................................................................................. - 2 - 前言................................................................................................................. - 3 - 第一章空气源热泵热水器设计及应用概述....................................................... - 4 - 第一节空气源热泵的概述............................................................................ - 4 - 1.1.1热泵简介.......................................................................................... - 4 - 1.1.2空气源热泵简介.............................................................................. - 5 - 第二节热水器发展历史................................................................................ - 5 - 第三节空气源热泵热水器的发展前景........................................................ - 6 - 第二章热泵热水器系统运行原理......................................................................... - 8 - 第一节空气源热泵热水器的工作原理........................................................ - 8 - 第二节空气源热水泵热水器特点与优势 .............................................. - 9 - 2.2.1空气源热泵热水器具有以下特点.................................................. - 9 - 2.2.2空气源热泵热水器具有以下优势................................................ - 10 - 第三节空气源热泵机组的分类及工况特性 ............................................ - 10 - 2.3.1型式................................................................................................ - 10 - 2.3.2空气源热泵冷热水机组的系统图示............................................ - 11 - 2.3.3空气源热泵冷热水机组的变工况特性........................................ - 12 - 2.3.4应用场合........................................................................................ - 13 - 第三章空气源热泵热水机的工程应用............................................................. - 15 - 第一节几种常用热水器的对比分析.......................................................... - 15 - 3.1.1几种热水加热设备运行费用对比表............................................ - 15 - 3.1.2运行成本比较................................................................................ - 15 - 3.1.3初期投资比较................................................................................ - 16 - 第二节空气源热泵热水系统工程方案设计.............................................. - 16 - 3.2.1项目概况........................................................................................ - 16 - 3.2.2地理位置及气侯............................................................................ - 16 - 3.2.3工程设计依据................................................................................ - 16 - 3.2.4设计参数........................................................................................ - 16 - 3.热水系统的设计计算............................................................................ - 17 - 3.2.6热泵设备选型................................................................................ - 17 - 3.2.7保温储热水箱的选型.................................................................... - 19 - 3.7.8系统运行技术措施........................................................................ - 19 - 第四章空气源热泵热水机设计实例................................................................... - 20 - 第一节实例介绍.......................................................................................... - 20 - 第二节图纸说明.......................................................................................... - 23 - 参考文献................................................................................................................. - 28 - 致谢................................................................................................................... - 29 -
电空气源热泵 一、电空气源热泵作原理图及工作原理 1、电空气源热泵作原理图 电空气源热泵作原理图 2、电空气源热泵作原理 （1） 低温低压制冷剂经膨胀阀节流降压后，进入空气交换机中蒸发吸热，从空气中吸收大量的热量Q1； （2） 蒸发吸热后的制冷剂以气态形式进入压缩机，被压缩后，变成高温高压的制冷剂（此时制冷剂中所蕴藏的热量分为两部分：一部分是从空气中吸收的热量Q1，一部分是输入压缩机中的电能在压缩制冷剂时转化成的热量Q2）； 压缩机蒸发 器 空气热量的输入 冷凝 器 电能的输入 储液罐 过滤器膨胀阀 热水出冷水入热 用 户
（3）被压缩后的高温高压制冷剂进入热交换器，将其所含热量（Q1+Q2）释放给进入热换热器中的冷水，冷水被加热到55℃（最高达65℃），直接给用户供暖； （4）放热后的制冷剂以液态形式进入节膨胀阀，节流降压......如此不间断进行循环。 二、电空气源热泵有如下特点 1、用途广泛、四季无忧 空气能（源）热泵既能在冬季制热，又能在夏季制冷，能满足冬夏两种季节需求，而其他采暖设备往往只能冬季制热，夏季制冷时还需要加装空调设备。 2、安全运行、保护环保 空气能（源）热泵采用热泵加热的形式，水、电完全分离，无需燃煤或天然气，因此可以实现一年四季全天24小时安全运行，不会对环境造成污染。 3、使用灵活、没有限制 相比太阳能、燃气。水地能（源）热泵等形式，空气能（源）热泵不受夜晚、阴天、下雨及下雪等恶劣天气的影响，也不受地质。燃气供应的限制。 4、节能科技、省电省心 空气能（源）热泵使用1份电能，同时从室外空气中获取2份以上免费的空气能（源），能生产3份以上的热能，高效环保，相比电采暖每月节省75%的电费，为用户省下如此可观的电费，很快就能收
集中供暖项目空气源热泵 技 术 协 议 甲方： 乙方： 2016年9月22日
一、总则 （甲方）与（乙方）经双方友好协商，就集中供暖项目空气源热泵的订货事宜及所涉及的技术问题达成共识，形成以下条款： 1.1本技术协议书适用于集中供暖项目空气源热泵及其附属设备的性能、结构、调试及售后服务等方面。 1.2本技术规范书所提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，乙方应保证提供符合现行技术规范书和现行工业标准的优质产品。 1.3本协议书所使用的标准与乙方所执行的标准所发生矛盾时，按较高标准执行。 1.4签订合同后，甲方保留对本协议书提出补充要求和修改的权利，乙方应予以配合，具体项目和条件由甲乙双方商定。 1.5乙方应严格按照甲方提供的技术资料、进行生产、严格执行甲方所提供的技术资料中的制造规范和检验标准。 1.6乙方负责履行设备制造和交货进度。乙方保证不能因正在履约的其它项目及其他任何原因，而影响到本投标设备按期保质保量的完成与交货。 1.7乙方在设备制造过程中发生侵犯专利权的行为时，
其侵权责任与甲方无关，应由乙方承担相应的责任，并不得影响甲方的利益。 二、技术规范及相关要求 2.1空气源热泵设备技术参数表如下：
2.2供暖系统机组全部正常运行供回水温差不低于8℃，或运行流量在满足8℃温差下能够正常启动机组。 2.3结合基础的承重能力，热泵机组在正常供暖运行情况下，重力负荷不超过0.5T/㎡。 2.4需提供设备具体详细的运行参数及运行曲线，所提供数据必须是设备运行或模拟运行的实际参数，不得为推论值。 2.5在国标工况下制热能效比不低于 3.5,以第三方的检测报告原件为准。 2.6在室外7℃、设备出水温度55℃、进出水温差不小于10℃时，能效比COP不得低于2.8； 在室外-5℃、设备出水温度55℃、进出水温差不小于10℃时，能效比COP不得低于2.4； 在室外-15℃、设备出水温度55℃、进出水温差不小于10℃时，能效比COP不得低于2.1；以上数据需提供国家权威机构检测报告原件或复印件加盖公章，作为设备质量验收依据。 2.7空气源热泵应提供降噪具体措施，降噪后满足《社会生活环境噪声排放标准》噪音标准要求（昼间60分贝，
空气源热泵热水器简介 一、空气源热泵技术发展史 随着工业革命的发展，19世纪初，人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”送到温度较高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。英国物理学家J.P.Joule提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。1854年，W.Thomson教授（即Lord Kelvin 勋爵）发表论文，提出了热量倍增器（Heat Multiplier）的概念，首次描述了热泵的设想吸收空气中的低能热量，经过中间介质的热交换，并压缩成高温气体，通过管道循环系统对水加热，耗电只有电热水器的1/4。该新产品避免了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。 按目前而言，国外的空气源热泵热水器市场已经相当成熟，在发达国家使用的比例有的高达70%，比如在新加坡、欧美的一些国家等。就是在中国的香港和台湾地区也有将近50%的推广使用力度。只是受国内消费和经济发展规律的影响，空气源热泵热水器也是在近4年才被引进并在小范围内推广使用，而且是集中在经济发达的两个三角洲地区。据市场的统计数据来看，虽然该产品在国内上市只有短短几年时间，但是增长的速度却非常快。2002年时，它的销售额还不到1000万元，但是到2003年，它已达到了3000万元，2004年则达到8000万到1个亿。按照预算估计，2005年，热泵产值会超过三个亿。可以说，就象前几年互联网接入时的发展速度一样，整个行业销售增长率将以几何基数增长，市场空间十分巨大。 二、空气源热泵热水器的特点 空气源热泵热水器是新型的绿色能源产业，与传统的燃气、电热水器产品相比，它不仅安全而且节能环保，即使与太阳能相比，也有明显的优势。它一改传统太阳能产品只依赖太阳光直射或辐射来收取能源的方式，利用设备内的冷媒从自然环境空气中采集热能并通过热交换器使冷水升温。其特点包括： （1）高效节能：空气源热水器是通过大量获取空气中免费热能，消耗的电能仅仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能量，因此热效率高达380%—600%，制造相同的热水量，空气源热水器的使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，太阳能热水器的1/2。高热效率是空气源热水器最大的特点和优势，在能源问题成为世界问题时，这是空气源热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。 （2）绿色环保、安全可靠：空气源热水器独特的使用原理，实现其在工作过程中彻底水电分离，从根本上杜绝漏电事故；并且由于其在使用过程中无需任何燃料输送管道，没有燃料泄露等引起火灾、爆炸、中毒等危险；同时，空气源热水器在工作过程中没有任何有毒气体、温室气体和酸雨气体排放，也没有费热污染。这些也成为空气源快速发展铺垫了宽阔的道路。 （3）全天候方便使用：空气源热水器由于体积相对较小，可以安装在浴室、阳台和外墙等处，实现使用的无限制性；并且空气源热水器由微电脑控制自动运行，无需专人职守，保证全天候热水供应，同时结合其定时开关功能实现低谷用电，实现更节约的使用效果。（如图2所示）
第第一一章章 空空气气源源热热泵泵热热水水系系统统方方案案设设计计文文件件 目 录 第一章 空气源热泵热水系统方案设计文件 一、工程项目概况 二、地理位置及气候 三、工程设计依据 四、设计参数 五、热水系统设计计算 六、热泵设备选型 七、保温储热水箱选型 八、系统运行技术措施 第二章 运行成本分析 一、方案运行费 二、效益 三、不同形式制取热水成本分析
制取生活热水，考虑节约运行费用，新能源——空气源热泵热水机组是目前比较节能、环保的一个产品。 热泵热水器作为一种新型热水和供暖热泵产品，是一种可替代锅炉的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的热量，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的各自优点完美的结合于一体的新型热水器。目前，热泵热水器有空气源热泵热水器系列，是开拓和利用新能源最好的设备之一。 热泵是利用设备内的吸热介质（冷媒）从空气或自然环境中采集热能，经压缩机压缩后提高冷媒的温度，并通过热交换器冷媒放出热量加热冷水，同时排放出冷气，制取的热水通过水循环系统送入用户进行采暖或直接用于热水供应。 热泵在使用低谷电时更能节约用电。 产品特征： 1、高效节能：其输出能量与输入电能之比即能效比（COP）一般在2~6之间，平均可达到3.5以上，而普通电热水锅炉的能效比（COP）不大于0.95，燃气、燃油锅炉的能效比（COP）一般只有0.6~0.8，燃煤锅炉的能效比（COP）更低一般只有0.3~0.7。 2、环保无污染：该产品是通过吸收环境中的热量来制取热水，所以与传统型的煤、油、气等燃烧加热制取热水方式相比，无任何燃烧外排物，制冷剂对臭氧层零污染，是一种低能耗的环保产品，具有良好的社会效益，是一种可持续发展的环保型产品。 3、运行安全可靠：整个系统的运行无传统热水器（燃油、燃气、燃煤）中可能存在的易燃、易爆、中毒、腐蚀、短路、触电等危险，热水通过高温冷媒与水进行热交换得到，电与水在物理上分离，是一种完全可靠的热水系统。 4、使用寿命长，维护费用低：该产品的使用寿命可长达10年以上，设备性能稳定，运行安全可靠，并可实现无人操作（全自动化智能程序控制）。 5、可一年四季全天候运行：热泵机组热源来源广泛，包括空气、阳光、雨水、地下水、工业废气、工业废水和海水等，无论白天、黑夜、室内、室外、地下室，不管晴天、阴天、刮风下雨或下雪都能照常工作。 6、适用范围广：可用于酒店、宾馆、工矿、学校、医院、桑拿浴室、美容院、游泳池、温室、养殖场、洗衣店、家庭等，可单独使用，亦可集中使用，不同的供热要求可选择不同的产品系列和安装设计，从任何角度满中您的要求。
空气源热泵工作原理分析 一、热泵简要介绍 日常生活中泵的应用很多，泵是一种提高位能的装置，根据用途不同有水泵、气泵、油泵等。 热泵，顾名思义就是泵热的装置。热泵技术是近年来在全世界备受关注的新能源技术，目前较多地应用于冷暖空调机。 热泵按结构、用途等可以有多种分类，如果按所取热源方式，常见的可分为空气源热泵、水源热泵、地热热泵等。 三、空气源热泵原理介绍 空气源热泵热水器是空气源热泵的其中一种用途方式。空气源热泵系统的主要工作原理就是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源（空气当中蕴涵的热能）高效吸收低品位热能并传输给高温热源（水箱里的水），达到了“泵热”的目的。 热泵技术是一种提高能量品位的技术，它不是能量转换的过程，不受能量转换效率极限100％的制约。利用热泵热水机释放到水中的热量不是直接用电加热产生出来的，而是通过热泵热水机把热源搬运到水中去的，所以平均能效比能达到400%以上。也就是1度电通过热泵能产生4度电的效果。
三、各种热水器的比较能源利用率 家用型空气源热泵系统结构示意图： 四、系统结构流程说明 压缩机→高压保护器→换向阀→热交换器（家用型水箱）→节流装置→蒸发器→低压保护器→气液分离器→压缩机。 商用型空气源热泵系统结构示意图：
商用型空气源热泵系统安装示意图： 五、斯米茨水源热泵介绍
多乐?斯米茨水源热泵是一种空气能产品，适用于宾馆、商场、办公楼、学校、别墅、住宅小区的制热及制冷。 多乐?斯米茨水源热泵优势特点： 1、高效节能 水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4～6。运行费用仅为普通中央空调的40～60%。 2、节水省地
空气源热泵热水器国家标准 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布 中国国家标准化管理委员会 前言 本标准附录B为规范性附录、附录A为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国冷冻空调设备标准化技术委员会（SAC/TC 238）归口。 本标准主要起草单位：广州中宇冷气科技发展有限公司、合肥通用机械研究院、江苏天舒电器有限公司、、广东美的商用空调设备有限公司、合肥通用环境控制技术有限公司。 本标准准参加起草单位：大连冰山集团有限公司、重庆九龙韵新能源发展有限公司、北京同方洁净技术有限公司、广州恒星冷冻机械制造有限公司、艾欧史密斯（中国）热水器有限公司、浙江正理电子电气有限公司、北京华清融利空调科技有限公司、佛山市伊雷斯制冷科技有限公司、劳特斯空调（江苏）有限公司、浙江星星中央空调设备有限公司、泰豪科技股份有限公司、广东申菱空调设备有限公司、上海富田空调冷冻设备有限公司、艾默生环境优化技术（苏州）研发有限公司、（中外合资）滁州扬子必威中央空调有限公司、宁波博浪热能设备有限公司。 本标准主要起草人：覃志成、张秀平、张明圣、王天舒、舒卫民、李柏。 本标准参加起草人：俞乔力、朱勇、刘耀斌、袁博洪、邱步、凌拥军、黄国琦、区志强、丁伟、沙凤岐、黄晓儒、易新文、姚宏雷、文茂华、谢勇、王磊、钟瑜、王玉军、汪吉平。 本标准由全国冷冻空调设备标准化技术委员会负责解释。 本标准是首次制定。 商业或工业用及类似用途的热泵热水机 1、范围 本标准规定了商业或工业用及类似用途的热泵热水机（简称“热水机”）的术语和定义、型式与基本参数、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。 本标准适用于采用电动机驱动，蒸汽压缩制冷循环，名义制热能力3000W以上，以空气、水为热源，以提供热水为目的热泵热水机，其他用途的热泵热水机也可参照使用。 2、规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而构成本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 191包装储运图示标志（GB/T191—2000，eqv ISO 780:1997） GB/T 1720 漆膜附着力测定法 GB/T 2423.17电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法（GB/T 2423.17---1999，eqv IEC60068-2-11：1981） GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划（GB/T 2828.1—2003,ISO 2859:1999 IDT） GB/T 6388 运输包装收发货标志 GB 8624建筑材料燃烧性能分级方法 GB/T 10870—2001容积式和离心式冷水（热泵）机组性能试验方法 GB/T 13306 标牌 GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 17758单元式空气调节机 GB/T 18430.1蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组第1部分：工商业用和类似用途的冷水（热泵）机组
. 目录 一、重庆丰都中学学生公寓基本情况 (2) 二、技术方案设计说明书 (2) 2.1工程概况 (2) 2.2设计依据和参数 (2) 2.2.1设计依据 (2) 2.2.2设计参数 (2) 2.3设计说明 (3) 2.3.1热水用量计算 (3) 2.3.2热水负荷计算 (3) 2.3.3设备选型计算 (4) 2.4保温水箱容量计算 (4) 2.5用电负荷说明（甲供） (4) 2.6水源说明（甲供） (5) 三、前期投资预算 (6) 四、项目合作方式 (7) 五、校方配合 (8) 六、售后保证 (8) 七、公司基本情况介绍 (9) 八、美的空气源热泵介绍 (13) 8.1. 美的空气源热泵机组介绍 (13) 8.1.1. 概述 (13) 8.1.2. 机组种类 (15) 8.1.3. 系统原理图 (16) 8.1.4. 热水系统简图 (17) 8.1.5. 热水机组参数表 (17) 8.1.6. 热水机组卓越的性能 (19)
一、重庆丰都中学学生公寓基本情况 重庆丰都中学学生公寓目前有学生公寓三栋：其中高中部公寓两栋，初中部公寓一栋。目前学生公寓内仅提供冷水。 二、技术方案设计说明书 2.1工程概况 学生宿舍热水系统设计采用空气源热泵热水系统。初步建议将机组与保温水箱安装在宿舍楼顶（宿舍屋顶承重经原房屋设计单位校核，若无法满足承重再考虑安装于地面）。 2.2设计依据和参数 2.2.1设计依据 现场情况及重庆市历史气候资料 GB50015-2003 《建筑给水排水设计规范》 GB/T50106-2001 《给水排水制图标准》 2.2.2设计参数 重庆冬季最冷月室外平均气温7℃ 冬季最冷月平均冷水水温：5℃ 主机设备配置设计标准：额定工况条件下（环境温度20℃，进水温
空气源热泵热水器控制器设计 空气源热泵热水器控制器设计 摘要本文介绍了一种基于单片机的空气源热泵热水器控制器。该控制器以智能化简单操作来达到空气源热泵热水器的精确控制。论文概述了热泵技术、空气源热泵技术历史和技术优势。并且在介绍空气源热泵热水器工作原理以及蒸汽压缩式制冷循环原理的基础上，提出了控制器设计总体方案。在软件设计方面，本文详细介绍了空气源热泵热水器控制器的设计。文章最后通过大量的流程图来说明控制器的具体结构和可实现的操作。 该空气源热泵热水器控制器设计完善，实现方案简单易行。采用软件设计来控制，可以实现智能化简单精确控制，并且提高了整机的可靠性及准确性。 关键词空气源热泵控制器设计
引言 (1) 第一章空气源热泵的概述 (3) 1.1 热泵 (3) 1.2空气源热泵 (3) 第二章空气源热泵的发展 (4) 2.1空气源热泵的历史 (4) 2.2空气源热泵的优势 (4) 第三章热泵热水器系统运行原理 (5) 3.1 蒸汽压缩式制冷循环原理 (5) 3.2 空气源热泵热水器工作原理 (6) 3.2.1系统介绍 (6) 第四章热泵热水器控制器设计 (7) 4.1 相关控制点 (7) 4.2 控制器设计总体方案 (8) 第五章系统软件设计 (10) 5.1系统主要功能设计 (10) 5.2系统设定功能设计 (11) 5.3系统时间设定功能设计 (13) 5.4运转状况设定功能设计 (14) 5.5工作总流程设计 (16) 5.6数据采集及模数转换模块设计 (18) 5.7液晶显示模块设计 (20) 5.8 按键模块设计 (21) 5.9 时钟模块设计 (22) 5.10 通讯模块设计 (23) 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (26)
经济的发展带动了人们对生活质量的高要求，在燃气、电力和太阳能等能源逐渐满足不了人们对舒适度性、节能性和安全性追求之后，空气源热泵应运而生。相比较其他能源方式，空气源热泵的优势很明显，如安装时没有任何条件限制，水电分离保证了较高的安全性，耗电量很低，节能省电。集众多优势于一身体的空气源热泵是是如何运行的呢？ 这里需要先了解一个原理：逆卡诺循环原理，即通过压缩机系统运转工作，吸收空气中热量制造热水。而空气源热泵正是按照“逆卡诺”原理工作的，具体的运行过程如下：压缩机会将冷空气压缩，压缩后冷空气温度会升高，经过水箱中的冷凝器制造热水，热交换后的冷空气回到压缩机进行下一循环，在这一过程中，空气热量通过蒸发器被吸收导入冷空气中，冷空气再导入水中，产生热水。通过压缩机空气制热的新一代热水器，即空气能热泵热水器。打个比方，就是“室外机”像打气筒一样压缩空气，使空气温度升高，然后通过一种-17℃
就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内，再将热量释放传导到水中。通过这样一个流程，科希曼空气源热泵将室外的空气置换成冷（暖）空气，从而实现制冷和采暖二合一。 科希曼电器有限公司，生产基地位于中国家电制造中心之一的安徽省合肥市，是安徽省重点招商引资企业，是一家专业的空气能研发制造企业。KOCHEM立足于独有的空气源热泵技术，以新能源利用方式，为全球家庭与商业空间提供空气能冷暖一体化及中央热水解决方案。 始终缔造完美。KOCHEM将德国工业“严谨、细致、追求完美”的基因带到中国，从采购、生产到成品，每一个环节都严格按照德国工艺标准操作，确保每一台KOCHEM产品都符合德国品质规范。公司先后通过全国工业产品生产许可证、3C强制认证、欧盟CE认证、德国GS认证、美国UL认证、ISO9001等多项认证及多项国家发明专利。未来，KOCHEM将勇担行业重任，立志为人类创造更加环保、舒适、健康的美好生活！如果你想进一步了解，可以直接点击官网科希曼电器有限公司进行咨询。
家用空气源热泵热水器设计经验总结 原理：压缩机将冷媒压缩成高压高温气态→经过换热器高压液态→经过毛细管或膨胀阀，低压气态和液态共存→经过蒸发器成低压气态 计算公式： 热量Q=4.2x M xΔT(千焦耳) 焦耳定律Q=I2x R x t(焦耳) 能效比=( 4.2x M xΔT)/(3600x用电度数) 加热时间=( 4.2x M xΔT)/(3600x额定功率) 1度电=1千瓦时=3600千焦 1千卡=1大卡= 4.187千焦耳 1.供热类型： a.循环储热式：商用、家用 b.直接加热式：家用 c.直供即热式：家用 d.相变即热式：商用 2.结构型式： a.一体式热水器：圆柱形水箱，占用空间较大 b.分体式热水器：圆柱形水箱，占用空间较大 c.分体式热水器：壁挂式水箱，占用空间较大，相对前两者占用空间小 3.水垢： a.循环储热式：容易在盘管处形成水垢，影响热量交换，进而影响能效比COP b.直接加热式、直供即热式：不容易形成水垢，水流直接贴冷媒管流动，可冲刷水垢 4.压缩机： 现在众多厂商都直接借用家用空调压缩机：其特点： a.家用选择功率：1～3P，运行时间2～3小时/每天,滚动转子式压缩机 b.商用选择功率：>3P，运行时间10小时/每天，涡旋式机组 c.家用压缩机冷媒R22压力值： 夏天低压是0.4MP～0.6MP 冬天是0.2MP～0.4MP 夏天高压(风冷)1.8MP～2.4MP,(水冷)1.4MP～1.8MP 冬天(风冷)1.6MP～2.0MP,(水冷)1.4MP～1.8MP
d.压缩机过压力：低压过低使汽缸或轴衬过热压缩机回油减少长时间运转使活动部位集碳由于冷热不均产生抱轴或卡死不利于长期使用。高压过高使压缩机工作在高温状态减少冷循环量使电机工作在超荷状态容易烧毁电机而且也不经济。 5.提高空调能效比的三种主要技术解决方案是： a.增加热交换表面积。有关资料的数据表明：空调能效比的增加基本上与两器（蒸发器和冷凝器）换热面积的增加成正比。因此采用多折式高效蒸发器和冷凝器、优质的铜管及铝箔来增加空调产品的热交换表面积及换热效率，可大幅提高空调的制冷果，达到节能的目的。 b.采用高效变频压缩机。我国空调厂家的产品目前主要采用定频定速压缩机，而由于运行状态和环境温度适应性的不同，采用变频压缩机的变频空调比同等能效比的传统定频定速空调节能30%左右。 c.采用节能环保的新制冷剂。据检测，在室外温度不超过35℃时，R410A空调系统的能效比较R22空调系统高，并且R410A制冷剂为近共沸混合物，温度滑移微小，对臭氧层破坏系数近乎为零，是R22的理想替代物。在美国和日本，R410A已成为房间空调和组合空调系统中R22的主要替代物。 6.换热器套管盘管：（如何计算传递热量Q值，内管尺寸及长度，外管尺寸及长度） 7.热泵冷媒R22剂量计算：（注入量的计算） 8.蒸发器面积： 9.冬季除霜： a.解决除霜问题主要从以下三个方面着手（1）改进换热器，延缓结霜或降低结霜对热泵性能的影响。（2）除霜方法的研究。（3）除霜控制方法的研究。下面主要讨论一下空气源热泵热水器的除霜方法及其除霜控制方法。 b.除霜方法 目前比较常见的空气源热泵的除霜方法有两种：四通阀换向除霜和热气旁通除霜。 四通阀换向除霜即：采用四通阀换向，将室外换热器转换成冷凝器来进行。故除霜系统比较简单。除霜所需的热量是从室内环境的吸热量、室内换热器蓄热量、压缩机消耗电力和压缩机蓄热量这四部分热量之和。 热气旁通除霜是指利用压缩机排气管和室外换热器与毛细管之间的旁通回路,将压缩机的高温排气直接引入室外换热器中,通过蒸汽液化放出的大量热将换热器外侧的霜层融化的除霜方法。在除霜时,四通阀不需换向,室内外换热器风扇停止运行。