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万家乐空气能热泵热水器怎么样？ 常见问题
至于什么牌子好并不重要，重要的是要看它几个关键的数据：1、是否是真的空气能（源）？真正的空气能是不带任何电加热辅助的，在冬季零下15度还能正常启动而且COP值在1.6以上，如果带电加热那就成了高价电锅炉了。2、一年四季平均的能效比（COP）是多少？一般应该在4.8左右。3、是否是空调机改造型？空调机改造的空气能它不仅在5度以下不能正常启动而用电加热，它在环境温度40度以上时也是不能正常启动的，也要用电加热。4、真正的空气能在生产热水到达50度时系统的压力是不超过22公斤的。如果超过了，设备经常在高温高压环境下工作将严重影响其使用寿命。国家标准是50L一个人，但是事实上，一般家用到不了那么多。4个人淋浴150L够了。呵呵有人说我做广告，我现在只说标准。不说品牌。对大家都公平！
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1、 该工程的系统为空气能热水机、太阳能组合系统；
华南理工大学是教育部直属的全国重点大学。校园分为两个校区，北..空气源热泵_热泵专家_阿拉斯佳
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空气源热泵
不为人所熟知的热泵技术之概述
发布日期：[ 22:52:06]&&&
来源：阿拉斯佳
80℃0℃时性能系数可以达到3.0的空气能”、“
制热量=产水量×（终止水温-初始水温）………………………………………（1）
整体性能系数=制热量 / 耗电量
&& =产水量×（终止水温-初始水温）/耗电量……………………（2）
3.63.7COP0.1
瞬间性能系数=瞬间制热量/瞬间耗电量
=实时水流量×（出口水温-进口水温）/电功率………………（3）
5℃来看，图一所示，同样一个产品选择提高5℃的环境温度工作，产品制热量可以增加5%-20%以上，尤其是冬季，制热量随气温的变化相当明显。所以，学会分析环境温度的高低对热泵制热能力的影响具有非常重要的实际意义。
3由15℃加热到55℃4.07由35℃加热到55℃3. 30由45℃加热到55℃，机组的3.0015℃水到55℃比加热35℃水到55℃可以多增加了23%的制热量，反之，如果总是将水由35℃加热到55℃，相当于将机组制热量消减20%以上，
25℃以下机组瞬间能效比往往并没有30℃的机组瞬间能效比高。还有一种情况，如果机组制热能力低，比如在冬季，
415℃加热到35℃可以达到5.25，由15℃加热到55℃4.0715℃35℃可以比加热到55℃多获得29%制热量70℃、80℃的产品，即使在常规气侯状态下都能够做到，其工作的能效比也是相当低的
50℃水循环加热瞬间性能参数曲线-5℃时，产品的性能参数已经低于1。并且，需要强调的是，测试和计算这个性能参数的耗电量还不包括循环水泵的耗电量，如果增加了循环水泵的功耗，此时系统性能参数会更低。
测试结果表明，当气温比较低时空气能热泵热水机的性能参数是可能低于1的，这个状态下的空气能加热性能也许还不如电加热。
公式（4）和（5）无法解释这个现象。
公式（4）、公式（5）中Q100%100%
0.78~0.8270%
η为压缩机有效效率。
Q& QQ/Q& 17
何时有获得的总热能小于电能ηQ+Q& Q
0-10℃40-60℃范围内
&本系列的“概述”中介绍，影响产水量的四个因素中除了机器性能之外主要还有环境温度、初始温度和目标温度三个相关的温度，但在循环制热过程某一瞬间，实际影响机器工作性能的温度指标就是环境温度和循环水温这两个温度指标。这两个指标与冷凝温度和蒸发温度有着某种对应关系：在一定的环境温度中工作，循环水温越高，冷凝温度也会越高，蒸发温度也会缓慢有所上升。一般冷凝温度比循环水温高3-8℃，蒸发温度比环境温度低5-10℃。
高能效的机组总是尽量降低冷凝温度、提高蒸发温度，为了换热充分，高能效机组均要增加成本，加大冷凝器（水热交换器）和蒸发器（空气热交换器）换热面积。这是高能效热泵机组成本要增加的主要原因。
如图六所示，常规的空调压缩机只能在空调运行范围所框定的内框内工作，如果在外框所框定的热泵运行范围内工作，就会出现冬季高压比运行和夏季高负荷运行这两个超限运行区域。
特别需要说明的是，环境温度过高会引起空气源热泵蒸发压力过高，会增加压缩机磨损，降低压缩机的寿命。遗憾的是，目前国内市场98%以上空气能热水机的压缩机使用的还是空调压缩机，除非采取特别的处理措施，它们在冬季和夏季都面临着可能超临界运行的状况。
空气能夏季运行主要有高负荷引起的寿命问题，冬季运行则主要是温差过大引起的高压比、高排气温度问题。常规状况下，采用R22工质的压缩机排气压力和吸气压力的最佳比值在3左右，极限压比为6-8，-5℃以下的环境中，工作物质吸收热量的蒸发温度很低，对应的吸气压力往往在0.25Mpa以下，而要将水加热到设定温度，比如循环加热到55℃水温对应的冷凝压力在23Mpa以上，如果是盘管闷热式的空气能产品，相应水温对应的冷凝压力会更高。这样，如果在-5℃, 以下的环境中空气能将水加热到55℃，最终产品的压缩机压比会超过极限压比，产生影响产品寿命的排气温度过高问题。
上海日立电器有限公司针对空调压缩机应用在热泵热水机中产生的 “冬季高压比运行制热效率低、电机烧毁” 、“夏季负荷高受力大”和“冷媒要环保”等具体问题展开了专项研究，2009年10月推出了系列基于环保冷媒R134a、R417a的热泵压缩机，价格达到了常规空调压缩机的2倍以上，而产品实际应用效果还有待于进一步观察。
我们也希望更多的压缩机厂商重视热泵热水机的需求，增加相关产品的研发投入，尽快推出更多更好的热泵压缩机产品。
一、低温气侯中空气源热泵制热量不足，往往无法保证热水需求。
前文结合实验结果阐明：空气源热泵制热量与能效比都会随着环境温度的降低而下降。前文图一中给出：环境温度20℃时制热量17.2kW（冷热水温差40度），到了环境温度5℃时制热量降为11.23kW（冷热水温差51度），比20℃的数值降低1/3；到了环境温度-5℃时制热量降为5.75kW（冷热水温差51度），比20℃的数值降低了2/3。相关测试数据表明，即使是采用优化电机性能曲线、补气增焓、变频等改善压缩机的手段，与名义工况相比，空气源热泵机组冬季制热量依旧会有一半以上的衰减。
另一方面，热水使用的常规是，环境温度降低，自来水温度降低，冬季热水使用量往往会比春秋季多使用1/4以上。
如果按照满足冬季极端情况下-5℃时的热水负荷、空气源热泵热水系统24小时连续工作来设计，那么，春秋天的机组工作时间往往还不到6个小时，而每天热水供应量与热泵机组的配置比需要达到1吨水配置2匹高能效热泵机组。囿于工程人员经验、市场竞争和投资回报期等方面因素，目前国内95%以上的热水工程无法做到这一点。
并且，哪怕能够保证-5℃时的热水供应，遇到特殊情况气温更低或者热水使用量超量，1吨水配置2匹高能效热泵机组的配置还是显得不足的。如何处理此矛盾呢？我们还是应该从工程设计思路中找答案。
集中热水工程设计有两种方法：一种是冬季极限负荷法，要求设计的热水系统能够保证冬季极端气候状况下的热水负荷需要。另一种是冬季平均负荷法，要求设计的热水系统能够保证冬季平均气候条件下的热水负荷需要，在无法保证热水负荷的低温气候下，该热水系统通过配备其他热源的方法保证需求。很显然，一般情况下，冬季极限负荷法设计的系统要比冬季平均负荷法的热泵选型要大，成本要高，节能效果也会好一些。
如果系统中制热量不足，那么谈能效比已经没有价值：如图九所示，虽然环境温度-5℃时系统能效比还可以达到1.5，但如果制热量无法满足把水制热的需求，就难免出现“水温上不去”、“省电不省钱”、“冬天没法用”这样恶劣的后果，客户如何满意呢。
二、低温气候中压缩机常常超极限运行，长期如此将缩短机器寿命。
常规空调压缩机的温度工作范围比较窄，热泵热水机工作的温度范围要大很多（详见图六：热泵系统运行特点），所以，用空调压缩机制造热泵热水机就会超极限运行。有销量的经销商都知道，热泵热水机在冬季最容易坏压缩机。冬季压缩机损坏主要有以下几种原因：
1、电机卷线温度过高
不同电机有不同的性能曲线，压缩机一般在最佳的一段电机性能范围中运行，在此范围内，电机效率高，电机卷线温度低，一般不超过120℃。但如图十所示，水温55℃时，当干/湿球温度为43℃/26℃时，空调压缩机卷线温度达到125℃以上，当干/湿球温度为-7℃/-8℃时，空调压缩机卷线温度达到134℃左右。卷线温度过高带来的问题常常是致命的：一方面润滑油黏度降低，压缩机润滑状态恶化，严重情况下导致润滑油碳化，压缩机卡壳；另一方面电机卷线漆包线、绝缘材料高温老化，容易直接造成电机短路、压缩机烧毁。
图十：空调压缩机与热泵压缩机卷线温度对比（摘自上海日立电器有限公司资料）
2、过热度差引起的液击故障
压缩机吸气口前面带有一个汽液分离器，用以将管道中的液体沉淀下去，保证压缩机吸的都是气体。同时，技术上提出了一个过热度的概念，把压缩机吸气管中冷媒的温度与翅片管换热器中冷媒蒸发温度的差值定义为过热度，要求系统运行过程中有一定的过热度，保证压缩机不会因吸进液体冷媒而产生液击叶片的故障。图十一给出了合理系统与不合理系统中过热度的不同。可以看出，在不合理的热泵系统中，夏季过热度特别高，而冬季过热度为负值，液体冷媒混入压缩机，这就很容易产生液击故障，导致压缩机工作能力下降，噪音增大，甚至直接报废。
图十一：合理系统与不合理系统过热度的变化（摘自上海日立电器有限公司资料）
3、润滑油中溶解冷媒过多
常规空调系统中，润滑油和冷媒的充注量在一定范围内相对稳定，所以润滑油中的冷媒溶解度也比较容易确定。在水箱内或者内胆外壁缠绕铜管的热泵热水器系统中，由于在热泵停机期间水箱侧管道温度高，冷媒自然向低温侧流动，压缩机往往成为积蓄液态冷媒比较多的地方，客观上造成了润滑油中液态冷媒溶解量过大、润滑油被稀释的现象，带来再次启动过程中润滑油失效的问题。
图十二：热泵压缩机预留电加热带位置（摘自上海日立电器有限公司资料）
三、特别值得说明的是，合理开启辅助能源不一定会降低系统能效。
本系列“概述”中提及：对于循环加热式热泵热水机而言，-5℃时的数值是1.5；而-5℃时5℃水加热的瞬间性能参数是0.7。这表明整体性能系数的数值的高低并不能说明系统运行过程中每一个瞬间性能系数的大小。
图十三详细给出了-3℃环境中热泵瞬间性能参数随水温的变换。可以明显的看出，进水温度越高，瞬即性能参数越低。当进水温度高于43℃时热泵瞬间性能参数值均低于1，且越来越低，这种情况下，43℃-55℃范围内热泵的整体性能参数肯定是小于1的。如果把43℃以上的部分不用热泵制热，而采用辅助电加热工作，43℃-55℃范围内系统性能参数不会低于热泵相应过程的性能参数值。
由图九得到-3℃时热泵热水机将水由9℃加热到55℃的整体性能参数值是2.2，这个整体性能参数值是由各个时段瞬间性能参数值叠加而来的，可以将此叠加过程分为两个阶段：高能效阶段(9℃-43℃)和低能效阶段(43℃-55℃)，如果低能效阶段不用热泵来制热而采用辅助电加热，只要辅助电加热加热过程的性能参数不低于低能效阶段热泵加热的性能参数，那么，整个“热泵+辅助电加热”制热水的整体性能参数就不会低于单独热泵工作的整体性能参数。
用辅助电加热来替代热泵热水机完成低能效阶段的加热过程的优点是显而易见的：
1、热泵此时单位制热量太小，制热水速度太慢，不利于保证热水供应速度。采用电加热辅助时可以适当配置功率较大的电加热设备，从而可以在不降低系统整体能效比的情况下提高热水供应速度。（此时电加热的功率大小与性能参数无直接关系）
2、热泵此阶段的工作过程已经偏离其最佳出力范围，工作效率低，使用寿命短，减少其在此阶段的工作运行过程，可以更加有效地保证产品运行寿命。
3、通过配置功率较大的电加热设备，提高热水供应速度，可以适当减少热泵机组配比，降低工程造价，有利于热泵产品的市场推广。
GB21362-20085°5°，换热量下降
同样一个产品选择提高5℃的环境温度工作，产品制热量可以增加5%-20%以上，尤其是冬季，制热量随气温的变化相当明显。有些设计方案中，简单的将空气源热泵名义工况下的制热量和性能系数作为热泵热水器产品全年的平均数值，并以此来与电热水器、燃气热水器等产品来比较经济性，这样的近似处理方法计算简单，数据很好看，但这种近似存在着很大的偏差，地理位置越接近北边，这种近似的偏差越大，在长江流域以北地域，热泵全年实际能效与名义工况能效的偏差可能会超过20%以上。
51010%5-1010%
GB21362-200813524510%
40300-40056502-311200
COP=Q0/（T1+T2）×W1+ W循环泵）+ T3× W增压泵】&&&&&&&&&&&& （1）
T1=Q0/（q0×λ1×λ2×λ3）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （2）
T2=Q1+Q2+Q3/（q0×λ1×λ2×λ3）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （3）
λ1为热水系统模式影响因子，在单水箱热水系统中影响因子为0.7～0.8，采用双水箱、热泵出水端补水的热水系统影响因子为1.1左右。
λ2为环境温度变化对应的制热量修正系数，一般环境温度高于名义工况时，修正系数大于1，低于名义工况时，修正系数小于1。
λ3为换热器有效系数，换热器有效系数小于等于1，水垢越多，有效系数越低。
λ1=0.8，λ2=1，λ2=0.95，T2=0.1T1，W循环泵= 0.1W1，W增压泵=0，COP理论=q0/W0，为了便于计算，认为W0=W1，则带入公式（1）（2）有
COP理论=0.63COP理论
如果原来的理论“能效比”为3.7，则此时实际的“能效比”只有2.33。
如果气温降低，制热量修正系数λ2=0.5，则实际的能效比会变为1.16！
λ1=0.8的损耗，则上述两个数值分别变为2.90和1.46，节能效果提高四分之一。
家用热泵热水器和小型商用热泵热水机的最大安装问题差不多就是水箱了。水箱容积小了不够用，水箱容积大了摆放就成了问题。于是，市场营销人员就质疑：为什么热泵热水机需要水箱，为什么不能做成即热式的热泵热水机？于是，近两年来，市场上有厂家推出 “无水箱的热泵热水机”，吸引了多多眼球。
5℃20℃时制热量的2/3，环境温度-5℃时的制热量是环境温度20℃时制热量的1/3。这个数据是在进水温度随气温而变化、出水温度为55℃情况下获得的，如果出水温度是40℃或者45℃，这个比例基本不变。简单的说，如果春秋季节热泵供热水量为每小时600升的话，5℃400-5℃200
40-45℃就可以了，无水箱产品主要是将冷水加热到40-45℃直接供用户使用，回避了难以克服的高温热水过程中压缩机高压比问题，从而保持了产品的高效节能特性，同时也节约很多热水保温能耗。
实际过程中成本和实际性能影响着这种“无水箱的热泵热水机”的推广：
按照舒适水流量每小时500L来计算，将水温由5℃加热到42℃每小时需要功率21KW，即使是使用最小水流量300 L来计算，系统需要的输出功率也要达到12.6KW。图二十给出了五匹循环加热式空气源热泵热水机在不同环境温度下制热量的变化曲线。可以看出，环境温度下降，空气源热泵的制热量也随之下降，而气温低于5℃左右时，五匹热泵也将无法提供水温42℃水流量每小时300L热水的制热热能。
所以，为了实现在最低环境温度5℃状况下热水供应，“无水箱的热泵热水机”需要至少配置5匹的压缩机。而市场上一个带有200L水箱的家用热泵热水机售价在5000元左右，而五匹热泵的价格往往在10000元以上，且这样的“无水箱”产品往往只能保证一个喷头正常用热水。由此看来，“无水箱的”热泵热水机走进百姓家庭并不那么容易。
为了降低产品成本，许多“直出水的”热泵热水机采用三匹甚至是两匹的压缩机来工作。热泵制热量的不足用辅助电加热来补充。但产品的标称性能往往是环境温度20℃左右的没有使用辅助电加热的数据，而有辅助电加热工作的系统性能参数往往没有标注。实际情况下，带有辅助电加热与否，对产品的节电效果有直接的影响。
为了便于说明电加热对系统节电能力的影响，本文做个简单推算。假设热泵机组工作性能系数为3，电加热的热效率为100%，热泵输出热能与辅助电加热热能比例分别按照8：2、7：3、6：4来配置，计算各自系统的性能系数和直接节电率：
COP8：2=（3+3×2/8）/(1+3×2/8)=2.14，节电率：53.3%
COP7：3=（3+3×3/7）/(1+3×3/7)=1.88，节电率：46.8%
COP6：4=（3+3×4/6）/(1+3×4/6)=1.67，节电率：40.1%
对比发现：如果直接用能效比3的热泵来完成制热水，与电加热相比，可以节电66.6%；在辅助20%电加热后，变为系统节电53.3%，节电能力相对下降20%；在辅助30%电加热后，变为系统节电46.8%，节电能力相对下降30%；在辅助40%电加热后，变为系统节电40.1%，节电能力相对下降40%。
也就是说，如果热泵的性能系数相同，添加的辅助电加热的比例与系统直接节电的降幅成正比，辅助电加热的比例越大，实际节电效果越差，为了保证一定节电效果，不能使用过大比例的辅助电加热。反之也然：为了保证一定节电效果，不能使用制热量过小的热泵机组。
上述计算没有考虑电加热热效率，没有考虑实际产品控制逻辑的差异，所以，实际的带有电加热的“直出水”热泵产品，其节电能力往往会更低。
50400mm1000 mm
0℃10℃以下气温中启动电加热对系统的整体耗电量而言是不一样的。好的节能产品会充分发挥产品优势，提高节能效果，差的节能产品往往只是打着节能的旗号，实际上起不到多少节能效果。
并不是说内置电加热的“无水箱的”热泵热水器就是差的节能产品。有无大水箱，实质上是追求最佳节能效果还是追求安装便捷这两种产品不同定位的抉择。节电40%固然没有节电66.7%那么节能，但与电热水器相比，能够节电40%依旧是一个很大的进步。也许市场最终会归结到节电66.7%这类高能效产品上去，但在可以看到的5-10年内，本人个人以为，在中国南部地区推广节电40%、便于安装、价格合理的“无水箱的”热泵热水机，还是有较好的市场前景的。
Q=C×(T2-T1) ×M……………………………………………………………(1)
式中C为单位体积物体比热容，水的比热容为4.2J/(kg?℃)
M为被加热的物质的质量
T1为初始温度，T2为被加热后的温度
40℃50-60℃，所以
0100R220.5MPa0.23℃，而2.0MPa51.3℃。1kg0℃0℃336kJ1kg0℃100℃的水需要吸收420kJ的热量，而由100℃水转化为100℃蒸汽需要吸收热量2268kJ。
一般情况下, 利用液气相变进行蓄热难以实施，所以有实际应用价值的是固液相变蓄热。若物质的溶解热为λ，则质量为M的物质在相变时吸收或者放出的热能为
Q=λ×M………………………………………………………………………(2)
145-55℃范围内。
10.15W/(m?℃)，与一般隔热材料的热导率数量级相当，传热很慢，需要配套充分的热交换设施。
2、熔解与凝固时的体积变化较大，熔解时的体积增大可达到11%-15%，因此往往需要对蓄热系统进行特殊设计，增大系统成本。
50℃250kJ/kg100 kg25000kJ5℃来计算，198 kg15℃加热到45℃。如果有100℃的热水，混合15℃冷水成45℃水出水，最多可以出水116。这样相比，相变蓄热相对增加了70%的供水量，无疑是很可观了。
但由于石蜡的密度比水低1/5左右，所以，等量的纯石蜡体积可以盛放1.25倍质量的水；另外，由于石蜡换热设备需要占用盛放体积，假设占用了10%的容积，则考虑了盛放100137.5kg50℃的热水，就可以与1℃的冷水混合成16045℃的水。如果是冬天，冷水温度只有5℃的情况下，100 kg148kg加热到45℃。137.5kg50℃的热水可以与5℃的冷水混合成154的45℃水。此时的石蜡蓄热已经没有体积和出水量的相对优势了。
进一步考虑到整个容积换热的非均匀性，实现相变的实际完成率难以达到100%；考虑到石蜡材料熔解凝固的体积变化，相变物质的容积利用率难以达到100%；考虑到相变物质的价格与加工工艺，石蜡材料的纯度难以达到100%，等等，该石蜡相变设备的实际产水量会进一步缩水。
这些计算数据只是说明，相变蓄热的产水量与简单的蓄热水箱相比不一定有多大增量。而为此增量所增加的成本却往往不是简单百十元钱的事情。更为关键的是，如果采用50℃的相变材料，为了完成石蜡材料的相变蓄热，热泵冷凝温度将长时间在高于50℃的低能效状况下制热，这时产品的性能参数，将比将水由低温加热到高温的整体性能参数低得多，特别是到了冬季，热泵可能是在性能参数小于1的区域长期工作。
由此看来，相变蓄热与热泵热水机相结合，还有很长的路要走。
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空气源热泵如何选择
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