深度解读：空气能热水器的选型技巧

深度解读：空气能热水器的选型技巧

空气能热水器，是空气源热泵热水器的简称，中国空气能行业为了统一称呼，利于空气能热水器在国内的推广，故统一称为空气源热泵。追溯其渊源，空气能热水器属于舶来品，热泵的理论起源于1824年卡诺发表的关于卡诺循环的论文，经过三十年后，在1850年初开尔文提出冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家及工程师对热泵进行了长达80年的大量研究。

空气能热水器是在2002年前后引进中国，登陆广东。由于它的超级节能和全天候的特点，在60℃以下的热水市场中，迅速普及到酒店、校园、工厂、体育馆等企事业单位设施中。

根据风冷热泵的系统分析，了解各种泵的优缺点帮助选型：所谓风冷热泵的系统分析，就是在风冷热泵的选型过程中除了比较各自的制冷量、制热量、COP值、噪声、运行重量、外形尺寸等参数外，还要对其各自的压缩机型式、冷凝器型式及布置、热力膨胀阀的配置、蒸发器型式、除霜方式、能量调节方式以及热泵系统的自控和安全保护等等加以分析，比较其各自在系统配置方面的优缺点。

压缩机的型式：目前用于风冷热泵的压缩机型式主要有活塞式、涡旋式、螺杆式三种型式。根据热泵工作的特点是运行时间长、压缩比大等情况，笔者认为涡旋式和螺杆式压缩机将成为热泵压缩机的主流。其理由是：

1、涡旋式和螺杆式压缩机较活塞式压缩机具有传动件少，从而使压缩机的磨擦损耗相应减少，整机的效率相应提高。

2、由于热泵机组的压缩比较大，因此对于活塞式压缩机在相同的余隙容积下其容积效率下降，从而造成整机效率的下降。而涡旋式和螺杆式压缩机不存在这方面的问题。

3、用于风冷热泵的压缩机其工作环境较其它在普通空调工况下工作的压缩机要恶劣，每的运行时间也较长，工况变化范围也较大，因此对压缩机的可靠性要求就较高。涡旋式和螺杆式压缩机具有零部件少，结构紧凑的特点，所以尤其适用于热泵机组。

4、目前所采用的风冷热泵机组一般都采用热气除霜的方法来排除冬季供热工况下空气侧换热器上积聚的霜。在除霜开始和结束时，系统要进行反向运行，在原冷凝一方盘管中所积聚的液体制冷剂由于其中压力突然降低为吸汽压力而大量涌向压缩机，造成压缩机的湿冲程，这对于涡旋式和螺杆式压缩机而言并没有什么大问题，而这对于活塞式压缩机来讲极易造成气阀和连杆的损坏。

5、另外就热泵压缩机本身而言涡旋式和半封闭螺杆式比活塞式的噪声要低。

根据风冷热泵的性能分析来选型:

1、风冷热泵的冷热量：这两个参数是决定风冷热泵正常使用的最关键参数，它是指风冷热泵的进风温度、进出水温度在设计工况下时其所具备的制冷量或制热量。它可从有关厂家提供的产品样本中查得。但目前在设计中也发现这样的情况，那就是有的厂商所提供的样本参数并未经过测试而是抄自其它厂家的相关样本。这给设计人员的正确选型带来了一定困难。因此建议在有条件的情况下设计人员可根据有关厂家的风冷热泵所配置的压缩机型号，从压缩机生产厂家处获得该压缩机的变工况性能曲线，根据热泵的设计工况查得该压缩机在热泵设计工况下的制冷量和制热量，从而判断该样本所提供参数的真伪。

2、风冷热泵的COP值：该值是确定风冷热泵性能好坏的重要参数，其值的高低直接影响到风冷热泵使用中的耗电量，因此，应尽量选择COP值高的机组。目前我国国家标准是COP值为2.57，多数进口或合资品牌的COP在3左右，个别进口品牌的高效型机组其值可达到3.8。

3、噪声：噪声也是衡量一台风冷热泵机组的重要参数，它直接关系到热泵运行时对周围环境的影响。国内有关专家曾根据工程实测对各类进口热泵的噪声划分为三档，第一档在85dB以上、第二档在75～85dB之间、第三档在75dB以下。我们在进行工程设计选型中应优先选择噪声在80dB以下的机组。

4、外型尺寸：风冷热泵机组大多布置在室外屋顶，它在进行设备布置时对设备与周围墙面的间距、设备之间的间距都有明确要求，因此我们在进行设备选型时必须考虑所选设备尺寸是否符合设备布置的尺寸要求。在性能相同的前提下应优先选用尺寸较小的机组，以减小设备的占地面积。

5、运行重量：由于风冷热泵机组大多布置在屋面，因此在选型时必须考虑屋面的承重能力，必要时应与结构专业协商，增强屋面的承重能力。但在设备选型时我们应优先选择运行重量较轻的机组。

热泵运行时，具体要注意到以下几方面：

一、节流装置要保证宽范围

无论是分体式还是放于室外的整体式热泵热水器，其蒸发温度都非常宽。为了在宽范围内进行有效节流，建议不要采用单根毛细管，而是采用膨胀阀或者多组毛细管，以应对环境温度的变化，保证在所有运行条件下都有吸气过热度。同时也要避免液体直接进入压缩机，特别是冬季。

二、观察液击、浸入现象，评估风险

针对静态加热储热式热泵热水器，“冷媒迁移”是回避不了的问题：即压缩机停止工作后，处于冷凝器处于高水温环境中，压缩机/蒸发器逐渐冷却，温差导致冷媒逐渐迁移至蒸发器和压缩机。

冷媒发生“聚集”，压缩机再次启动时，聚集在蒸发器中的冷媒很可能直接进入压缩机。也就是说热泵热水器发生液击的程度比空调要严重得多。这个现象已经经过多次试验得到验证。这也是热泵专用压缩机采用超大容量弧形储液器设计的原因之一(缓解液击、提升吸气过热度)。因此，在开发热泵热水器时，需要观察液击、浸入现象，评估风险。

三、注意压缩机底部过热度的问题

这一点是在系统设计时容易被忽略的地方，但却是极端重要的。所谓压缩机底部过热度，其定义为：压缩机底部温度—冷凝温度。如果该值为零或者小于零，此时压缩机本体就成了一个“冷凝器”，冷媒会慢慢在压缩机壳体内冷凝成液体而沉积在压缩机底部，被当做“润滑油”泵到压缩机泵体各滑动面上。液态冷媒是没有润滑功能的，其结果是压缩机泵体摩擦对偶全面磨耗，发生“咬缸堵转”只是个时间的问题。

压缩机冬季运行时，如果发生“吸气带液”，进入压缩机内部的液态冷媒会迅速降低压缩机本体温度，加上低的环境温度，导致压缩机底部温度会降得比较低。而热泵热水器由于需要制取较高温度的热水，冷凝温度比较高，就这很容易发生压缩机底部温度低于冷凝温度的现象。系统实验表明，当发生有吸气带液时，在制取55度热水时，环境温度在5度左右就会发生底部过热度小于零的现象，环境温度越低越严重。

普通空调压缩机在有吸气过热度时容易“电机过热”，特别是在高压缩比运行时。这恰是热泵专用压缩机需要解决的，在高压缩比下，热泵专用压缩机仍可可靠运行。

四、冷凝侧换热留出安全余量

不管是什么类型热泵热水器，长期运行后，其水侧(冷凝侧)的换热效果都会下降(结垢、松动、老化等)，换热温差会增加。因此在设计当初就考虑到将来其冷凝侧换热温差可能会发生怎样的变化，留出一定的安全余量，以保证压缩机长期运行在安全范围之内。

空气能三联供热泵的应用与选型

1、空气源三联供机组应用