空气能热水器与传统能源比较哪个更节约

空气能与传统能源比较（一）空气能热泵热水器基本原理

1、原理2、理论依据

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。水泵主要是提高水位或增加水压；气泵主要是增加气压；油泵主要是用于供油系统和油压设备。人们使用的打气筒也是一种简单的注复式气泵。这些泵都是对接触的物质直接作功。

“热”不是物质，而是能，广泛的存在于自然界中的各类质的物体中，这些物质，我们认为是热的载体，载体可以是固体（如金属）、液体（如水）、也可以是气体。热的传递方式有对流、传导和辐射。“热”必须通过载体携带并传递，不同载体主要传递方式不同。1空气能热泵热水器原理从科学利用热能的角度来说，使用电力、燃气、燃油等高品位的能源，来加热仅40℃的沐浴用的热水是极不合算的，这样的加热过程即使达到100％的热效率，表面看是没有热能的损失，但实际上已经伴随着巨大的能量损失，是一种极大的能源浪费。现有的热水器实质上都是一种能量转换装置，它能把电能、燃料的化学能或太阳能转换为热能，其系统“效率”不可能达到100％，例如燃气热水器，因为有高温废气的排放、不完全燃烧及换热效率方面的损失，实际的制热系数仅在0.5～0.7之间。

热泵技术的基本原理基于逆卡诺循环原理。通过利用少量高品位的电能作为驱动能源把热量从低温（低品位）热源中，转移到高温热源中，其热量包括高品质热量和从低温源中吸收的热量。热泵不是热能的转换设备，而是热量的搬运设备。热泵制热的效率不受能量转换效率极限1００％的制约，而是受逆卡诺循环效率的制约。其搬运的能力与投入热泵的电能之比称为制热性能系数又称能效比（用ＣＯＰ来表示）。

举个简单的例子，汽车耗几升汽油就可以把几吨货物从一个地方运到另一个地方，空气能热泵热水器可从自然界中吸收热量经过热泵的“搬运”（电力做功驱动热泵），获得可用于生产、生活的热能。空气能热泵热水器设备内专置一种吸热介质--冷媒，它在液化的状态下低于零下20℃，与外界温度存在着温差，因此，冷媒可吸收外界的热能，在蒸发器内部蒸发汽化，通过空气能热泵热水器中压缩机的工作提高冷媒的温度，再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态，在转化过程中，释放出大量的热量，传递给水箱中的储备水，使水温升高，达到制热水的目的。通俗的说，如同在自然界中水总由高处流向低处一样，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热源传递到高温热源。所以热泵实质上是一种热量提升装置。热泵的作用即是能从周围环境中吸取热量（这些被吸取的热量可以是地热、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）。这便是该产品的独特之处，也是市场潜力的理由所在。2理论依据

①.能量守恒定律:能量既不会消失,也不能创生.它只会从一种形式的能转变为另一种形式的能.或从一个物体转移到另一个物体.而能量的总量是不变的。②.热力学第二定律:热具有传递性，温度在自然条件下由高温传向低温，传递方向是从高温物体传向低温物体。(备注:温度不会平白无故的由低温传到高温物体。那么要想实现这种逆转,就要付出一定的代价，对于热泵的代价就是电。)其理论效率为:(工作温度＋273.15{绝对温度--摄氏温标：K=℃+273.15})/温升△T。当工作温度25℃,△T为20℃时，理论制热系数就可以达到COP理＝15。但是实际当中，电动机效率＝0.95，压缩机效率＝0.8，换热器效率＝0.9，系统效率＝0.8，则总效率为0.95×0.8×0.9×0.8=0.55.COP实＝15×0.55=8.25.这就是说投入1KW的电能来搬运热量，理想最高可以搬运8.25KW的热量.Descriptionofthecontents热泵原理示意图DescriptionofthecontentsThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.从环境吸收Q2蒸发器冷凝器压缩机膨胀阀水获得的热量Q3冷水热水电能Q1Q3=Q2

+Q1热泵热水装置，主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四大部分组成，通过让工质不断完成蒸发（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。热泵热水器工作时，蒸发器吸收环境热能，压缩机吸入常温低压介质气体，经过压缩机整合成为高温高压气、液体状态，进入冷凝器，高温介质泄热制取热水，经膨胀阀变成低温低压气体进入蒸发器进行吸热后进入压缩机进行高温压缩，开始下一轮制热生产，如此循环，从而达到不断制热的目的。ChartTitleihere2003200420052006305070120

（二）热泵发展史1、能源与资源2、常见燃料及相关供应设备3、热水器发展概况4、空气能热泵的发展5、主要部件1、能源与资源HowdoIincorporatemylogotoaslidethatwillapplytoalltheotherslides?Onthe[View]menu,pointto[Master],andthenclick[SlideMaster]or[NotesMaster].Changeimagestotheoneyoulike,thenitwillapplytoalltheotherslides.

[Imageinformationinproduct]Image:Notetocustomers:ThisimagehasbeenlicensedtobeusedwithinthisPowerPointtemplateonly.Youmaynotextracttheimageforanyotheruse.备注：

1、我国能源探明储量中，煤炭94％，石油5.4％，天然气0.6％；

2、我国煤炭储备可供应开采年限约为80年，石油可供开采为14年左右；

3、目前全国85％的CO2、90％的SO2、73％烟尘都是由燃煤排放的；

2、常见燃料及相关供应设备煤：对环境污染非常严重，同时平均热效率低例——燃煤锅炉等油：燃烧对环境存在污染，同时存在一定的危险性例——柴油锅炉、重油锅炉等天然气：使用不当易发生爆炸，污染程度较轻例——燃气锅炉等电：安全无污染，但热值相对要低些例——电热水器、电锅炉等备注：煤、石油因杂质多，燃烧不易完全，而且有碳氧化物、硫氧化物等有害物质产生，造成酸雨、温室效应等。我国已成为世界三大酸雨区之一，酸雨面积已占国土的40％（1）家用发展第一代电热水器第二代燃气热水器第三代太阳能热水器第四代家用空气能热水器（2）商用发展第一代燃煤（柴）锅炉第二代柴油炉第三代太阳能（电辅助）第四代空气能商用热水器3、热水器发展概况热泵的发展已有一百多年的历史了，最早是由英国发明的，现在的热泵分地源热泵,水源热泵,空气能热泵。我们的热泵属空气能热泵。空气能热泵又分直热式和循环式两种。随着工业革命的发展,热泵理念形成于19世纪初，二战后,由于能源短缺,促进了大型工业热泵的发展.1973年全球性能源危机更是加速了热泵的发展。但热泵大规模的商业应用是最近20年的事，美国截止1985年全国共有14000台地源热泵.1997年安装了45000台,到目前已安装了400000台,每年以10%的速度增长。空气能热泵是继太阳能之后又一生产热水产品的设备.它是电热水器的1/4。锅炉的1/3。太阳能的1/2。有着巨大的市场潜力，从2002年至2008年我国安装热泵总造价已超五十个亿。4

空气能热泵的发展（三）空气能热泵热水器特点、比较及应用1空气能热泵热水器特点

1）安全：体现生命价值之本，空气能热水箱中无任何电热设备分体结构、水电分离，运作时只有空气的能量源源不断地传递到热水箱中，所以绝对不会存在漏电、触电、爆炸、煤气中毒的危险。 2）节能：体现财富的价格，运行费用是电热水器的1/5，燃气热水器的1/6，燃油热水器的1/4，常规太阳能的2/3，而且在制造热水的同时，排风口排出的是冷气，还可以进一步有效利用。 3）环保：体现绿色家园的温馨、无噪音，不会向室内或室外排放废热、废水、废气等任何有害物质，绝对环保。 4）实用：只需装一台空气能热水器就可以满足全栋豪华别墅或高层单位，乡村多层住宅（3-15个冲凉房）便可同时使用热水，只要空气的温度在零下10℃以上，无论何时何刻，一年四季都可以正常使用。

5）使用寿命长：空气能热水器采用了目前世界上先进的涡旋式热泵压缩机和双开槽亲水铝片散热器，有效防止酸雨对主机的腐蚀；保温箱采用牺牲阳极保护，因为没有加压器，消除了铜元件和无害钢水箱的电解反应，使用寿命长达15年左右，并且极大限度地降低了金属离子对人体的伤害。 6）操作简便随心所欲：空气能热水器采用最先进的液晶显示和微电脑全自动控制技术，不仅具有全自动运行方式，还有定时加热定温加热等功能。 7）安装方便：整机体积小，重量轻、噪音低、热效高、能耗小、能效比高等优点，安装方便，维护简单，可安装在任意场合。8）运行范围广：不论白天黑夜、不分晴天雨天、不受冷热变化、不管楼层高低，只要有空气，一年365天就能源源不断的提供热水。（1）热水器的热水耗能计算方式：水量×温升度数÷热值÷COP能效=耗能水量×温升度数÷860÷COP=所需电量所需电量÷机组工作时间=所需机组功率所需机组功率÷某种型号机组功率=所需该型号机组的台数热量计算公式：Q=M*1000*C*△T（M为水量T，C为水的比热值为1，△T为温升度数）例如：1吨水温升40℃（20℃-60℃）所需热量Q=1*1000*1*40=40000大卡2

空气能和其它热水器的比较（2）各种热源热值名称热值×热效率实际热值（Kcal/KW）860×3.93354空气能（Kcal/KG）10300×0.66180柴油锅炉（Kcal/KW）860×0.9774电热水器（3）空气能与其它热能效益对比以1000L（1吨）的冷水，从20℃冷水加热到60℃热水需40000大卡热量为例。

下图示：8投资与回报的计算方法焦耳定律：Q=CM△T{C是比热：是用来衡量单位质量物质吸收或放出热量温度的变化大小的量，M代表质量，△T是温度变化}1吨水从180C上升550C时所需的热量：Q吸=C水M水△T水=4.2*1000*（55-18）=155400KJ1KW电=3600KJ,1KG油=40000KJ,1KG液化气=45000KJM电=Q吸/3600*90%=47.84度，R电=47.84*0.7=33.49元M油=Q吸/40000*90%=4.84KGR油=4.84*4.35元kg=21.15元M液化气=Q吸/45000*80%=4.31kgR液化气=4.31*5.0=21.55元M泵=Q吸/3600*4=10.76度，R泵=10.76*0.7=7.53元热泵产品计算范例（一）、机组正常选型计算：例如客户要求：a使用热水人数：200人b要求热水温度：60℃c使用热水时间：17:00—23:00/天d热水用途：宿舍员工洗澡选型计算：1、热泵机型的选用：热泵机组的输出功率=

（1）需求的总热量：a总热水需求量：200人×50kg/人/天=10T/天b温升需求量：60℃-15℃=45℃（注：以最恶劣环境，冬天进冷水温度15℃计）c1吨水温升1℃，需求热量1000千卡（Kcal）需求的总热量＝10T×45℃×1000Kcal＝450000Kcal（2）机组每日按照15个工作小时计：（3）热泵COP为2~6最恶劣环境下，最小COP=2.6，上海冬季一般按照COP=3.0计（4）机组功率与热量换算：1KW＝860Kcal/h450000Kcal15h×860Kcal/h×3

热泵机组输出功率＝＝11.6KW即在最恶劣环境下，15小时内加热15℃的10T水至60℃，需输出等效热功率11.6kw即空气能热泵输入功率需为：11.6kw（二）冷热水混合相关计算：例如1：将200升55℃热水与15℃冷水混合，要求供水温度为40℃，问（1）需要混合多少升15℃冷水？（2）可供多少升40℃热水？计算（1）需要混合的15℃冷水量＝（55-40）×200/(40-15)＝120L（2）可供的40℃热水量＝200L+120L＝320L例如2：现需要10吨30℃热水，已知进水冷水温度为15℃，热泵出水热水温度设定为55℃，问：（1）需要15℃冷水与55℃热水各为多少吨？（2）若规定加热55℃热水时间为12小时，那么需要配置多大功率的热泵？计算：（1）假设需要15℃冷水为x吨，需要55℃热水为y吨；那么可以得到：x(30-15)×4.19=y(55-30)×4.19（根据能量守恒Q1=Q2）x+y=10解得：x=3.75吨，y=6.25吨那么需要：15℃冷水约为3.50吨，55℃热水约为6.5吨。（四）知识问答1空气能热泵热水器可用于哪些场所？

空气能热泵热水器的适用范围非常广泛，有专为宾馆、酒店、学校、医院、桑拿浴室、美容院、游泳池、洗衣房、工矿等设计的各种型号的商用机，也有专为家庭设计的各种型号的家用机，可实现全年供热。2这是太阳能产品吗？

从广义上说，是的。但空气能与常规太阳能产品却有着本质上的区别。主要体现在工作原理上的不同：常规太阳能产品必须依靠太阳光的直射或辐射才能达到供热的效果，空气能热泵，主要是以吸收空气中的热能来达到供热效果。3与太阳能产品相比，有什么优势？优势非常明显，主要体现四个方面：从投资方面：空气能比常规太阳能产品少一半。以广东地区为例，一台空气能热水器，夏季可产水7-8吨热水，冬季可产3-4吨热水，主机投资只需3万多元，如使用常规太阳能热水器，其集热板部分投资至少在7万元以上。使用方面：常规太阳能产品受天气影响明显，阴雨天、夜晚就不能工作。而空气能无论晴天、阴天、白天、夜晚、刮风、下雨，都照常工作，提供热水；运作成本方面：常规太阳能在太阳光直射之下，几乎是零成本运作，可惜在阴雨天或夜晚，只能靠辅助加热，特别是广东地区一年累计至少有三个月以上，需要靠辅助加热，特别是冬季用热量越大时，主要是以阴天居多，据统计常规太阳能辅助系统全年耗能比空气能全年耗能还要高出很多。其它功能方面：空气能不受任何天气影响，故此可以摆放任何地方，而且占地空间很小，单机只占地一平方米左右，而常规太阳能要达到同等供热效果则需占地40多平方米，还必须露天摆放。特别是在城市寸土如金的空间，如需解决大型中央供热问题，空气能是最好的选择。

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空气能热泵热水器需要用电，运行费用会不会很高？空气能热泵热水器不同于电热水器，电热水器是用电发热管直接将电能转换为热能加热冷水，电热转换效率为95℅左右。但空气能热泵热水器所消耗的电能是带动热泵工作，仅起到促使热媒循环运动的作用，由于大量空气中的热量进入体系，使热水得到的能量远远大于热泵消耗的电能，这两个能量之比可达到3倍以上，即电热转换率高达到300℅以上。按能量守恒原理，1kw的电能最多转化为1kw热能。而空气能热泵热水器输入1kw的电能，可产生约4kw的热量，因为空气能热泵热水器制热水方式不是直接进行能量转换,其输入的电能只是压缩冷媒,制造一个高、低温的环境，热量总是从高温流向低温，所以热量从空气流向低温冷媒，冷媒经压缩机压缩后变成高温高压气体，高温冷媒的热量流向低温的水，流入的热量与排出的热量是相等的，是遵守能量守恒定律，消耗的电能只与压缩的冷媒流量有关。也就是说：空气能热泵热水器系统加热水的主要能源是来自周围的空气，使用相当于电热水器所耗的1/3或1/4的电能就可以得到足够的热水。电只用在驱动热泵从外界环境中吸收热，并将热能释放出来加热热水，而不象常规电热水器那样用电直接加热水，故用电量很少。运行费用显然远远低于电热水器或电锅炉。5空气能的耗电量是多少？空气能在广东地区全年平均热效能为380%，在夏季气温高时，生产一吨热水约损耗8-10度电，冬季寒冷的天气约损耗电量13-14度。

6空气能热泵热水器每加热一吨热水成本是多少？

由于各地区各行业的电价有很大的差异，油价及煤气价格也有差别，而且夏天和冬天获得同样温度的水所需的热量也不一样，只能够引用全年平均概念。每加热一吨热水的能耗成本电热水器需要20～45元；

空气能需要5～14元；柴油炉需要26～32元；煤气炉需要25～30元；天然气炉需要18～22元；液化气热水器需要25～30元。相比之下，空气能热泵热水器运行费用最低。7空气能热泵热水器与其它热水器相比有什么优势？1、运行费用最低：空气能热泵热水器高效、节能，运行成本约为电热水器的1/3~1/4，燃油、燃气热水设备的1/2，电辅助太阳能热水器的2/3。2、符合环保要求：绝大多数城市对环保要求越来越高，不仅禁止高灰尘煤而且对有味的柴油也将逐步取缔。电、自然能源都是积极倡导和推广的。

3、环保跟其它的热源设备相比，空气能热泵型热水机组采用电能驱动，无需燃料的储存，无需考虑废渣及CO、CO2废气的排放，因此是燃油、燃气锅炉等热水设备最好的替代品。4、其它功能方面热泵机组使用不受地点限制，可以摆放在任何地方，而且占地空间很小，节能土建投资；设备紧凑，操作、维护简单，无需人工管理费用。热泵机组在制热水的同时可产生冷气，可用于除湿、降温及空气滤清等辅助功能。8效益是消耗的好几倍，是否会违反“物质不变”的原理？

这是两个不同的概念，空气中的热能传到水中，大自然中的热能并没有增加或减少。而热泵产品作为输送热量的工具，就好像车辆运送货物，货物的价值远大于车辆的耗油，在这里，我们从大气中免费得到的热能价值要比系统的耗电量大得多。

9空气能热泵热水器在寒冷冬季环境温度非常低时能否使用？水温能够加热到多少？能效比为多少？

根据空气能热泵热水器的工作原理，热媒在吸热器内的最低蒸发温度可降到零下20℃以下，很少有环境气温比它还低的地区。但由于温度过低时，容易在吸热器上结冻而封堵空气通道，降低传热效果，而且过小的温差也减少对空气热量的吸收。空气能热泵热水器采取了自动电热除霜装置，使主机可以在0℃以上的环境温度下正常运行。在这种恶劣气候条件下水温仍能够达到要求，能效比不低于2.7.

10空气能热泵热水器在0℃以下的环境下不能够很好的工作，是否可以认为凡有零度以下气温的地区都不能够使用？

不能这样说，这是因为在中国的绝大多数地区气温低于0℃的天数是非常少的，即使在长江以南大部分地区气温低于0℃的天数也不超过1个月，而且多是在夜间。基于上述情况，空气能热泵热水器系统可配置电辅助加热系统，当气温过低时辅助加热系统自动启动，确保提供足够的热水。但因工作时间很短，费用也不会很高。换句话说空气能热泵热水器在全年绝大多数时间里为客户节约了大量的运行费用。

空气能热泵热水器本身是具备有各种保护设施，如过载、过热、缺相、超压等，所以不必担心它的损坏，它的运行和全机的寿命与空气调节器相当。

11空气能热泵热水器是否容易损坏？空气能热泵热水器操作与维护是否容易掌握？空气能热泵热水器与空调器比较接近，因此只要是维修空调设备的人员参照设备说明书就可以进行维护。普通电工只要进行空调技术培训就可以上岗，当然这只是针对一些大型并要根据用量的大小经常调节的用热水单位而言的，而家用空气能热泵热水器，就无须担心维护了，因为它是全自动运行，且状况稳定，无须经常调节。12空气能热泵热水器首期投资和回收周期如何？

空气能热泵热水器的首期投资会比燃油、燃气锅炉略高，但由于它特殊的节能效果，它的运行费用非常低，一般会在一年半以内通过节能方式将成本收回，锅炉一般五年内需要更换一次，而空气能可使用十五年。与常规太阳能比，如达到相同供水效果，则只需其一半左右的投资。

与电热水锅炉的运行费用比，一般1～2年就可以收回投资，与柴油锅炉比一般需要2～3年就可以收回投资。13一个拥有三百间客房的酒店需要投资多少？如果只是考虑客户用水的话，主机投资估计在二十多万，但如果考虑到酒店的其他配套设施，如游泳池的保温、桑拿按摩、酒店或客房冬季取暖等，则需根据实际供热量追加。

14如果是几百人或更多人同时使用怎么样？

可以采用将机器并联的方法，并外加储水箱以解决用水高峰期问题，用水量较大，使用空气能的效能就越高，越节能。15安装设计以什么为标准？我们的设计一般是以解决天气最寒冷、而用水量最大的时候为标准，当实际所用的热水量没超出设计标准时，部分机器将会自动停止运行以节省电能16系统在恶劣的天气下是否仍能够运做？空气能不需要任何加压措施就可以实现全年运作，这是在设计时就已经达到的目标。17水箱可以持续多久空气能的水箱受到一个牺牲阳极的保护，这个牺牲阳极需要每5年换一次。因为没有加压器，空气能消除了铜元件和无害钢水箱的电解反应。而且如果使用加热器，水加热方式也从此摆脱了所有因为使用加压器而产生的过热点。水箱的寿命将达到15年左右。18我会不会把热水用光？空气能是可以提供相当多的热水。不过，需要注意的是它毕竟是一个储水系统，如果在一个很短时间里将热水排光，它将需要大约1.5小时以上时间来重新加热。加热时间根据储水量和环境温度。19是否需要经常充注制冷剂？ 不需要！空气能就像冰箱一样是密封部件，而且对铜接口都使用了银焊接。这与其它一些系统是不同的，例如轿车的空调系统只使用软管连接，而且长期处于震动状态。20我们多半是在晚上使用热水，你们的空气能是否会在早上重新灌满热水？

当然可以！甚至是在最冷的冬天的晚上，空气能也可以重新注满热水供早上使用。21为什么空气能热泵会比电加热热水器或天然气热水器更加有效？

一般的加热方法都是直接用能源来加热水，比如用电或是天然气。这种方法的能源使用效率不可能大于100%（通常在70%-90%）。而空气能热