空氣源熱泵淺析

空氣源熱泵采用的技術是世界上特別關注的能源替代品，也是煤炭燃燒、鍋爐油、熱水器耗電后的純凈、綠色、經濟的加熱方法之一。在歐洲和美國的許多發達國家，空氣源熱泵作為一種清潔技術已經被廣泛使用。它于20世紀末進入中國，具有明顯的節能和高效綜合優勢。節能減排早已成為《紐約時報》進步的主題，節約不可再生能源，實施可操作的低碳是我們的責任。
1.熱泵工作理論。
熱泵的過程是卡諾循環的相反過程，通過有限的機械能將免費大氣中的可再生熱能轉移到水中。機組以少量電能為初始動力，將制冷劑作為載體，因為它可以繼續吸收免費大氣中的熱能，有效地轉化為熱量，實現低溫熱源向高溫熱源的轉移，然后將高品位熱能釋放到水中，產生生活熱水。由于工藝過程不是直接用電加熱元件加熱，而是消耗1kW機械電能Q1，機組運行，使用制冷劑相變吸收3kW免費空氣熱能Q2，冷水進入機組，加熱成高溫熱水，獲得4kW熱量Q3，因此其能效可達到純電熱水器的4倍，大大節省了功耗。
但是熱量如何使低溫水變成高溫水呢？根據熱力學定律的第二條，我們知道熱量不能自發地從低溫傳遞到高溫。眾所周知，水總是主動從高到低流動。同樣，熱量也是自發地從高溫物體傳遞到低溫物體，水泵的功能是利用機械能將水從低到高。熱泵的功能是利用有限的機械能，從而實現熱量從低溫物體傳遞到高溫物體。
2.空氣源熱泵核心部件。
其內部結構包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥凝器、膨脹閥和蒸發器。其核心部件的工作流程如下：第一，壓縮機低壓制冷劑壓縮機返回，低壓制冷劑進入高溫高壓氣體放電；第二，高溫高壓制冷劑氣體通過線圈銅管的外箱，通過銅導電氣體的熱水箱連續到液體壓力；第三，液體制冷劑膨脹閥進入蒸發器體制冷劑迅速蒸發成氣體，吸收空氣中的大量熱量；第四，在風扇的作用下，大量空氣通過蒸發器的外表面，空氣中的熱量被吸收，空氣溫度下降，迅速進入冷空氣回到廚房，然后吸收一定的能量回到壓縮機，制冷劑循環到下一個循環。
空氣源熱泵的工作原理與空調原理有些相似，即逆卡諾原理。壓縮機的應用將大量的低溫熱能吸收到空氣中，壓縮成高溫熱能，熱能轉移到水箱和加熱水中。整個過程是一個能量傳遞的過程，空氣中的熱量轉移到水中。這表明，該過程不是能量轉換的過程，也不是通過電加熱元件加熱水或燃燒的可燃氣體加熱水。空氣源熱泵釋放的能量交換熱水箱利用循環將氣體轉化為液體，從而在壓縮機的工作過程中產生熱量，熱量從液體制冷劑冷卻到室內，熱交換管和室內空氣交換。
3.空氣源熱泵的特點。
3.1安全
與電熱水器相比，空氣源熱泵消除了泄漏的安全風險；與燃氣熱水器相比，無一氧化碳中毒等氣體泄漏安全風險，比其他空氣源熱泵熱水器具有更好的安全性能。
3.2舒適
空氣源熱泵可以利用可再生能源，其加熱功能可以根據水箱溫度自動開始，熱水24小時可以實現足夠的供應，不會出現燃氣熱水器不能同時滿足多個水龍頭現象，也不會出現小容量電熱水器，人們需要等待洗澡。與其他空氣源熱泵熱水器相比，熱水充足，可設置水產量和恒定水溫，以滿足舒適性要求。
3.3省錢
由于空氣源熱泵的能耗只有能源電熱水器的四分之一，相當于產生等量的熱水，使用空氣源熱泵，電動電熱水器只有0.25。例如，在一個四口之家，假設正常熱水消耗約200升/天，電熱水器加熱約4元/天，空氣能熱泵約1元/天，只提供熱水項目，家庭每年可節省約1000元。
3.4在廚房冷卻。
廚房制冷是空氣源熱泵的最大優點，因為平均熱水器（如電熱水器、燃氣熱水器、太陽能熱水器等）同時生產熱水，沒有制冷功能。如果廚房想要額外的冷卻效果，你需要在廚房里買一臺空調。由于廚房油煙的特點是一個非常特殊的環境，所以廚房空調的普通空調是不同的，市場上同類產品的價格一般在4000元左右。
3.5綠色環保。
燃氣熱水器燃燒可燃氣體加熱，熱水產生熱水，同時排放大量二氧化碳、二氧化硫等有害氣體。但只有空氣源熱泵將周圍空氣的熱量轉移到水中，這個過程完全可以實現零排放，所以幾乎不影響環境，是真正的綠色環保熱水器。
3.6低碳
正如前面提到的，空氣源熱泵是逆卡諾原理。它使能量轉移到空氣中的水不能直接用電加熱元件加熱。熱效率可達到等效系統電熱水器的4倍，大大節省了電能消耗。
4.空氣源熱泵的主要用途和使用方法。
空氣源熱泵主要采用以下三種方式，目前廣泛應用于空氣源熱泵地板采暖、空氣源熱泵中央空調、空氣源熱泵熱水器。
4.1空氣源熱泵地暖。
空氣源熱泵地板采暖通過壓縮機壓縮后將空氣中的低品位熱能轉化為高溫熱能，將水溫從原來的低溫加熱升高到不超過60℃。加熱溫度升高后的熱水作為熱介質在專用加熱管道中循環。熱水管流經地面裝飾層，在地面輻射和對流的作用下，地面溫度升高，熱量逐漸從建筑物表面擴散到整個室內空間。特別是產生的熱量分布均勻，沒有熱風感，有利于保持環境中的水分，提高舒適度，同時提高人體舒適度。因為這個過程可以每天24小時加熱，安裝方便，埋在地下，不占用室內空間等強大優勢，也可以搭配不同的裝飾風格，滿足家庭和商業的不同需求。
4.2空氣源熱泵中央空調。
空氣源熱泵中央空調從室外獲得大量免費空氣中的熱量，然后通過有限、少的機械將熱量轉移到室內，達到至少個熱量的節能效果。由于空氣源熱泵效率高，無污染物排放，不影響空氣環境，空氣源熱泵為業主和開發商選擇使用方便、綠色節能、高效運行的中央空調提供了更好的選擇。目前，市場上最先進的渦旋強熱技術是采用空氣源熱泵技術的中央空調。
4.3空氣源熱泵熱水器。
空氣源熱泵熱水器是通過裝載在普通熱水器中的空氣源熱泵，不斷吸收空氣中的低溫熱量，壓縮機壓縮后轉化為高溫熱能，以加熱水溫。與傳統的電熱水器和燃氣熱水器完全不同，傳統的熱水器是通過消耗能源，如燃氣和電能獲得熱能，空氣源熱水器是通過吸收，轉移空氣中大量的免費熱量來達到加熱水的目的，在消耗相同電能的情況下，可以吸收空氣中的熱量的三倍電能來加熱水，克服太陽能熱水器雨天不能使用，安裝占用大量屋頂空間，增加屋頂結構負荷，影響建筑立面效果等不便，安全性高，節能性高，使用壽命長，無需排放有毒、有害氣體等綠色環保優勢。空氣源熱泵熱水器具有高效節能的特點。在制造相同熱水量的前提下，空氣源熱水器的消耗成本僅為電熱水器的四分之一，甚至高于電輔助太陽能熱水器。
空氣源熱泵作為一種先進的熱泵技術，具有使用成本低、操作簡單、加熱效果好、安全可靠、綠色清潔等多種優點，可以以無處不在的空氣中大量免費能量為主要動力，通過有限的電能驅動壓縮機運行，實現能量轉移，因此空氣源熱泵享有自然能源搬運工的聲譽。與其他需要復雜配置、消耗不可再生能源、釋放有毒有害氣體的過程相比。