直热式与循环式热泵热水机组的性能对比分析

直热式与循环式热泵热水机组的性能对比分析一、直热式热水机组原理示意图（BSJ）A、直热式热水机组系统流程说明：1、 正常运行模式：通过水箱液位传感器的控制，机组把来自空气和阳光的低品味热能提高并传输给自来水，经过充分的换热自来水温度上升到设定温度后进入保温水箱，通过热水管网用户即可享受到舒适的恒温热水。2、 保温水箱温水运行模式：当用户隔了一段比较长的时间不用水箱里的热水后其中的水温会有所降低(通常一天会损失1-3，实际损失程度视水箱的保温条件而定)；当保温水箱内的水温降低到用户设定温度之下后机组启动该运行模式；即回水泵打开，保温水箱中的水进入机组再热又回到水箱直到水箱水温上升到用户设定值，由于水箱内的水是有限的所以这一模式的运行时间会比较短，对机组不会产生不良影响。B、直热式热水机组特点：1、 用户用水舒适性强，出水温度稳定：机组内部设有电动流量调节阀（根据当前进水温度、环境温度、设定的出水温度、机组当前的能力值，进行计算后自动调节），用户也可以根据需要设定用水温度（BSJ机组出厂默认设置为60出水）；2、 机组运行效率高、寿命长，在正常运行模式下自来水以一站式的流程直接被机组加热到设定温度而进入保温水箱，通过这样的直热方式低温的自来水吸收了机组产生的热量，同时机组里制冷剂在冷凝段得到充分的热量释放，制冷系统压力比较低，压缩机克服系统压力所消耗的电能也就比较少，这就是直热式热水机组所特有的高能效奥秘所在(能效比COP高达4.5以上)，优良的冷媒运行条件下压缩机运行寿命更长。二、循环式热水机组系统循环式热水机组在安装工程中有两种方式：一种是直接循环式，另一种是间接循环式，尽管形式上两种循环式有一定的区别:直接循环式系统跟直接加热式系统一样简单明了；间接循环式却要另外设置多余的水箱，需要比较大的占地面积，工程辅材也比较多，虽然是两种循环式系统但是万变不离其宗，他们都是采用循环式热水机组，该机组本质的特性决定了它们注定逃脱不了天生具来的种种缺陷。A、循环式热水机组系统流程说明：循环式热水机组运行模式单一，即只有循环的启、停；被教条化的设计在面对用户用热负荷变化、环境温度变化等诸多客观影响因素的时候自身调节却显得苍白无力；因为循环式机组无法调节出水温度，具体表现在当用户在某一时段大量用水时要想防止水箱水温降低就只能采用启动机组循环加热，在水箱中设置感温包，通过感温包感测到的水箱水温来决定机组是运行还是停止，在正常运行模式下用户不停的用水，自来水也不停的补充到水箱中，有冷水的补充当然水箱的水温会降低，此时机组运行，温水不停的进入机组被再次加热；正是这种参数不可控制的特性导致用户用水温度不能保持稳定，更谈不上有任何的舒适度。 B、循环式热水机组特点： 1、用户用水舒适性差，出水温度不能确定：机组内部没有设置相应装置以实现机组的自我调节功能，唯一决定机组启、停的传感器就是保温水箱的感温包，由于数据采样点的设置远离机组，机组往往接收到的运行条件信号跟其自身运行工况(水环境、气候环境)偏离甚远导致各功能件协调运行出现脱节；这种脱节在实际的应用中会表现为用户用水忽冷忽热，在商业场合很容易招致客户反感而投诉。 2、机组运行效率低下、寿命短，在循环式热水机组中由于进入机组被加热的水是温水（水温一般是50-55以上），这样的水环境下制冷系统中冷凝温度高，系统压力高，系统容易出现泄漏冷媒甚至出现爆管的现象，压缩机长期（循环式热水机组90的时间会在此工况下运行）在如此恶劣的工况下工作不仅要消耗大量的电能来克服系统的高压力，而且所有的压缩机零部件均运行于高压力超负荷工况中，压缩机运行一段时间后易出现机械疲劳，结构件变形，密封件泄漏，电器元件迅速老化等诸多问题。而且循环式热水机组耗能多，产热少，能效比差(能效比COP仅2.5-3.5左右)，整机各部件寿命短。空气能热泵机组循环和直热式的区别一、直热式的优势体现在以下几个方面：1、简单理解就是来自外界的冷水进入热泵机组后出来就是60的热水。保温水箱与设备之间直接利用自来 水的压力,没有循环水泵，设备的开启与停止按照水箱的水位控制器来控制,减少能耗与故障几率;2、开机后就获得源源不断的60左右热水，不需要等待，补水速度比循环式快，遇到用水量大的情况，安全系数更高;3、不加任何辅助加热设备情况下，出水温度可达到65; 4、设备内部冷凝系统在20KG压力以下运行，降低了系统高压压力，使压缩机处于轻负荷运转状态，延长压缩机寿命;5、直热式设备是直接补热水到热水水箱，即使遇到峰值最大用水量，客户用水温度不受任何影响。保温水箱体积减少30%。由于直接补热水，即使用户把保温水箱的水全部用完，水箱里面的水温都维持在60左右，因此可以100%利用。循环式加热由于补冷水，当遇到大量用水时，水箱温度大幅度下降，水箱温度已经低于40。为了保证用户要求，往往解决方法是增大水箱容积。6、直热式热泵热水机组，低温自来水直接吸收高温冷媒的热量，使冷媒得到充分冷却，系统高压压力降低，压缩机克服系统压力所消耗的电能比较少，从而延长压缩机的寿命，机组运行效率高。 二、循环式加热方式，总结起来有两种：1、首先把保温水箱全部灌满冷水，通过循环水泵把水箱的水打进热泵主机加热。一般来说，每一次循环能够把水升温升高10左右。举个例子，我们现在要把温度20的水加热至60，采用循环式热泵则大概就需要热水泵经过5次左右循环。而且当水箱的温度达到40以上时，由于温差减少了，单位时间内的热传递效率就同时减少，从而导致后期的加热效率大幅度降低。2、在热泵机组中装配一个小型保温水箱和一个大型水箱，热泵机组先把小水箱灌满水，把小水箱的水加热至55后再通过循环水泵把热水传递至大型水箱。一来，小水箱增加了设备的成本和故障几率；二者，增加循环水泵也等于增加了设备的成本和故障几率。在过去对循环式热泵的研究中得出，大部分时间，水箱里面的水温都维持在50，当冷水补进水箱后，水箱温度降低幅度在5左右。这个时候热泵的温度感应器驱使热泵与循环水泵启动，当温度达到55后，设备停止运转。这样一来，设备每天启动与停止次数都是维持在一个相当高的频率，众所周知，压缩机的启动瞬间电流大，同样压缩机的高频率启动与停止就意味着寿命减少与能耗的大幅度增加。循环式加热系统是直接补冷水到热水水箱，导致了水箱温度不稳定，客户经常投诉。循环式热泵热水机组，水箱高温热水吸收冷媒热量时，冷媒没有充分冷却，系统长期处于高压状态，压缩机克服系统压力所消耗的电能比较多，从而使压缩机的寿命短：、通过风扇降速减小吸热；、通过减压装置降低系统压力；、放少制冷剂降低系统压力，机组运行效率低。 循环式空气能热泵，指的是被加热的水反复多次循环才能被加热到设定的温度;该技术70年代至今空调业就普遍采用。值得注意的是空调业限制最高水温45是为什么?直热式空气能热泵，指的是被加热的水循环一次就被加热到设定的目标温度;该技术区别于传统的需要反复多次进出空气能热泵加热才能达到设定温度的循环式空气能热泵。其特点是：1、由于被加热的水是一次性就被加热到设定的热水温度，对于用户来说用水舒适性得到可靠的保证，不会因为在用水过程中水温变化影响用水的舒适性。直热式空气能热泵不仅可以提供恒温恒压，还增添了不少的人性化操作设计，例如：产水量需求的设定(即水位设定)，节省能源开支的自学习记忆功能，超低水位提示功能，多台空气能热泵联合工作由一个控制器即可监控及操作的功能等等。直热式空气能热泵在现实情况下加热的水源是冷水而非45以上的水，这就符合了空调业限制最高进水温小于45的压缩机保护温度及压力了，笔者7年前安装在酒店的直热式空气能至今无任何故障运行就可以说明一切。冷水可以吸收更多的热量得到高cop值，也就是空气能热泵运行时产生的热量，空气能热泵因为得到充分的冷却就不会造成核心部件压缩机的运行工况恶劣而影响运行效率和使用寿命，压缩机克服系统压力所消耗的电能也就比较少，这就是直热式热水机组所特有的高能效奥秘所在。结论：配置100吨水的项目，设备工作12小时直热式需98KW的空气能热泵，循环式需配置164KW。设备采购价格是不是经销商有利?耗电量=QCOP 直热式即：1175 KWh(即：度) 循环式即：1974 KWh结论：100吨水的用户使用直热式比循环式每天多节约799度电。一年是多少?再来看看谁的利益受到损失呢?厂家?厂家投入了更多的开发费用而且少卖了设备?这就是很多厂家不愿开发高能效产品的原因吧!我们还分析一下空气能热泵系统对经销商有没有利?直热式靠水位高低控制机器起停,这就象我们喝茶，你喝一口我加一点，根据这个道理保温水箱可以按每天用量的60%至80%匹配。循环式呢?可能要配到100%至150%吧?假如直热式水温设定到60 或者65 是不是蓄热更多呢?对比循环式厂家50至55 水温，水箱可能还要加大才能满足用户每天所需求的热量吧!综上所述，一款好的空气能热泵对用户来说应该是运行效率高、节能省电的，使用起来舒心的，而且运行寿命长久的，以上对空气能热泵的关键部件和两类空气能热泵的区别进行了点评。书写上文是笔者站在一名设计工程师的角度向消费者解析选择空气能热泵应该怎么看，哪里才是重点，哪里才是关键点，做到自己心里明明白白了就不会再被那些看不清摸不着的概念炒作蒙住双眼。循环式/直热式热泵热水机组分析对比空气源热泵热水机从起初单一的循环式演化至今，其加热运行模式大至分成两种：循环式和直热式。关于两种加热方式对的机组性能、稳定性和能效比等，一直以来众说纷纭；直热式和循环式最大的区别在于水系统的加热方式，究竟那种方式更好？关于循环式和直热式的比较和选择，应首先了解它们的补水方式和系统工作原理。一、循环式的补水方法又分为小水箱加热转移到大水箱、浮球附水箱补水、水位电磁阀补水等；直热式为直接补充热水。1、小水箱加热后转移到大水箱：其优势在于减少混水，机组不用长期处在高水温工况工作，机组相对较稳定工作；弊端是需要通过增加电磁阀、水泵、温控、控制系统等辅助配件，热水转移和恒温时会在水管流动时损耗部份热量。2、浮球附水箱补水：其优势在于安装简单，成本低，补水系统少维护等；弊端是混水快，重复在中高温工况加热，机组运行时间长、工作负载重，因混水造成冬天难加热水，实际减少用水容量。3、水位电磁阀补水：其优势在于可以控制补水，如接在下循环经水泵到换热器再到水箱，混水温差会小一点，还可控制定温补水等；弊端是混水，重复在中高温工况加热，机组运行时间长、工作负载重，实际减少用水容量。4、直热式补水：其优势在于水直热经机组换热器加热到设定温度再到水箱，无混水，用水容量大，补水可直接使用，机组运行时间短，不用重复加热等；弊端是要求自来水压力要均匀，水压太小需要增加一台增压泵，要增加2个止回阀和过滤器，安装成本相对贵一点。二、循环式和直热式的热交换工况原理对比图（如附图）：从附图所示工作原理上看，循环式与直热式之间的最大差别在于进水温度不同而使热泵的热交换工况完全不同： 1、循环式机组在始初工作时，进水温度也是20，水和工质的热交换温差大，换热效率高，吸热能力强；因其水流循环量比直热式的大，初时冷