为什么空气能用于采暖很优秀,用于制冷也很强?
空气能热泵一机两用的原理
空气能热泵的结构与水系统中央空调类似,区别在于空气能热泵能够连接多种末端(地暖、暖气片和风机盘管)。空气能热泵有着两套热交换系统,在热泵主机中通过冷媒与空气进行热量交换,然后在换热器中与水进行热量交换,最后由水载着热量和冷量在室内进行采暖和制冷。
在冬季使用的时候,空气能热泵通过热泵主机从空气中吸收热量(并不是由电能直接转化成热能,因此能耗会比较低),然后将热量转移至换热器中,通过换热器将管道中的循环水加热至35℃-60℃之间,最终通过不同的散热末端将热量释放到室内,从而达到采暖的目的。
在夏季使用的时候,空气能热泵通过热泵机组从室内吸收热量,然后将热量释放到室外,在此过程中热泵主机通过冷媒交换热量后,再把冷量转移至换热器中,通过换热器将管道中的循环水降温至1℃-10℃,最终通过循环水载着冷量到室内释放,从而达到制冷的目的。
热能是可再生能源。
热能(thermal energy),又称热量、能量,是生命的能源。 人的每天劳务活动、体育运动、上课学习和从事其他一切活动,以及人体维持正常体温、各种生理活动都要消耗能量。就像蒸汽机需要烧煤、内燃机需要用汽油、电动机需要用电一样。
人体的热能来源于每天所吃的食物,但食物中不是所有营养素都能产生热能的,只有碳水化合物、脂肪、蛋白质这三大营养素会产生热能。
人体每时每刻都在消耗能量,这些能量是由所摄取食物的化学能转变而来的。食物中能产生能量的营养素是蛋白质、脂肪、碳水化物,它们经过氧化产生能量,供给机体维持生命、生长发育、从事各种活动的需要。
机体摄入和消耗的能量通常用热量单位“卡”或“千卡”表示。营养学上一般多采用“千卡”。
通常空气源热泵运用逆卡诺循环原理,通过空气中的自然能获取低温热源,以消耗一部分高品位能源(电能、机械能或高温能源)为补偿,使热能从低温热源向高温热源传递的装置,经过系统高效集热整合后成为高温热源,从而用于生产热水或供暖。
2009年,欧盟曾通过法令将空气源热泵(空气热能)纳入可再生能源技术范畴,并定义空气热能为在环境空气中存在的能量。
随着技术的发展,多种利用空气能热泵技术研发的设备也应运而生,如空气能热泵热水器、空气能热泵采暖设备、空气能热泵烘干机等。中国则一直是全球最大的空气源热泵市场之一。
扩展资料:
与传统能源相比,“空气能”最大的优点就是节能环保:
以空气能热泵热水器为例,在淘宝上搜索关键词“空气能”,可以找到海尔、美的、格力等知名家电品牌生产的各式各样空气能热泵热水器。
节能、耗电量低是这类空气能热泵热水器的主要特征,除此之外,WIFI云智能操控的功能、持续的高效稳定运行状态,让其可以为消费者提前预约,24小时享受恒温供应的热水。
参考资料来源:人民网-“空气能”成清洁能源新看点
热泵产品热源来自空气,所以同水量、同水温热泵热水器比一般传统热水设备所耗能源都要少,低噪音,长寿命,运行费用是电热水器的1/4,天然气器锅炉、燃油锅炉、燃煤锅炉的1/3,太阳能热水器的1/2。而且在制造热水的同时,排风口排出的是冷风,可以有效利用。
空气源热泵热水机工作原理及结构
一、热泵热水机组工作原理图
空气源热泵热水机主要有五大部件组成:A压缩机、B工质(本文称冷媒)、C蒸发器、D冷热交换器、E节流装置(膨胀阀)五大部分组成。
低温低压的液态冷媒经过蒸发器(空气侧热交换器)吸收空气中的热量蒸发,由液态变为气态——将冷媒从空气中吸收的热量设为Q1。
吸收了热量的冷媒变为低温低压气体,再通过少量的电能输入,由压缩机进行压缩,使低温低压气态的冷媒变成高温高压状态——将压缩机的压缩功转化的热量设为Q2。
高温高压的气态冷媒在冷热交换器内与冷水进行热交换,冷媒在常温下被冷却,冷凝为液态。此过程中,冷媒放出的热量使冷水得到加热——将冷水吸收的热量设为Q3。
换热后的高压液态冷媒通过节流机构(膨胀阀)减压,由于压力下降,冷媒回到了比外界环境温度低的低温低压的液态,又具有了再次吸收蒸发的能力。
如此将冷水加热,直到获得所需温度的热水,储存在保温热水箱中。
根据能量守恒定律得:Q3=Q1+Q2。热泵热水机组的制热量Q3>Q2。也就是说最终用来加热冷水的热量要大于压缩机工作消耗的电能,其间的差值就是从周围环境中吸收来的热量。热泵在制备热水的过程中每输入一份电能,就从环境中吸收2~3份的低品位热能,故所用的电能仅为电锅炉的1/4左右,大大降低了电能的消耗。这就是热泵热水机组要比电加热器省电的原因。利用热泵技术并使用环境中的低品位热能制备热水,完全符合我国的能源战略。
二、热泵搬移空气中的热量
在空气源热泵热水机组运行过程中,输入的电能转变为机械能,驱动压缩机做功,使安装在蒸发器侧的轴流风机飞速旋转,使冷媒与空气进行换热。节流后的低温低压液态冷媒,流入蒸发器中的盘管内,迅速汽化吸收空气中的热量,当冷媒转变为液态时,又放出在蒸发器里吸收的空气中的热量,液态冷媒经节流后又进入蒸发器汽化,吸收流过蒸发器翅片空气中的热量,蒸发器吸收空气的热量多少与热媒本身性质有关,与空气流动的速度,室外环境温湿度有关,还与蒸发器的结构尺寸有关、为强化传热热效果,在蒸发器盘管外套有翅片,据现场实测,当安徽长江北部地区室外温度为38℃时,流进流出蒸发器空气的温差达到6℃以上。一般蒸发器吸收热量的多少随四季气温变化有差异,约为2~4倍左右。这倍数的内涵为:空气源热泵热水机组每消耗1份电能的同时能提供相当于电能的2~4倍的热量转移给冷热交换器中的水,使水温上升。
经上述分析说明:空气源热泵热水机组是搬移热量的设备,热量来源于空气,空气中的热量经热泵转移给被加热的水,并不是用电阻丝发热来烧水。
三、空气中的热能为可再生能源
空气中的热能源自于太阳辐射能,气温每升高1℃或降低1℃都要吸收或释放出约0.3kcal热量。即使气温0℃以下空气温度上升1℃与0℃以上空气温度上升1℃所吸收的热量也大致相同。是地球“与生俱来”的丰富资源,在自然界中可以不断再生,永续利用,是取之不尽、用之不竭的资源,它对环境无害,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用,只要大气层覆盖地球、有太阳辐射,空气就可以吸收太阳热能储存起来,空气源同样也是太阳能利用的延伸,是自然界给予全人类共有的再生能源。
四、空气源热泵热水机组有关参数的分析
1.空气源热泵热水机组能效比(COP)
空气源热泵热水机组能效比,又称性能系数(COP)是指热泵的制热量与输入功率之比,比值越大,说明空气源热泵热水机组效率越高,生产同容量同温度的热水消耗的电能越少。COP值是设计输入功率大小的主要依据。
我们通过春、夏、秋、冬不同季节对安徽长江北部(亳州)建成项目中热泵热水机组(1~12)月实际运行数据进行计算,年平均COP能达到3.5以上,全年气温较低的1、2月COP仍达到2.6以上。
公司其核心的精品理念和技术,大胆采用热泵换热的“水泡”进行热泵热力交换,由于“水泡”技术已在热泵行业长期、大量的使用,经受了使用时间和使用效率的双重考验,所以其独有的专利“壳管式(俗称水泡)”“动态热交换”技术,彻底解决了普通热泵热水器铜管腐蚀、水垢的隐患,大大提高了热泵的工作效率和使用寿命;
2.机组(容量)输入功率设计:
一般设计院设计供热设备时,其供热设备的总输出量会超过实际使用量。有的单位设计供热锅炉时常常一用一备,热泵热水机组不需要设计备用机组。空气源热泵热水机组可由多台小容量机组组成,可称为模块式机组。每个热泵热水机组为独立的加热单元,其进出水管都并连在进出冷、热水的总管上。任何一台机组发生故障都不影响其他机组的正常运行。所以,不需要像设计供热锅炉那样,按热负荷的大小,设计一用一备,这样可以减少对设备一次性投资。在日常运行中,有时也会有个别机组发生故障,但很快就能排除,不影响正常使用。因此,确定机组总的设计容量时,按每日55℃热水总用量(吨)乘以一个富余系数(1.25~1.35)为机组总输入功率。
五、影响空气源热泵热水机组的制热性能的其它因素。
(1)室外环境温度。在不同空气温度下,机组进冷水的温度将直接影响在单位时间内产热水量多少。
(2)进水温度。假如供热水温度为55℃,需要用的混合水水温为40℃,当冷水水温为20℃时,混合水中55℃热水只占57%,当冷水水温5℃时,混合水中的55℃热水占到72%。在水温、气温较低的冬季,热泵热水机组COP降低,产热水量减少的同时,热水用量却大增,要能满足冬季的热水供给,只有按冬季气温较低月份的COP值计算热水用量。
4.储热水箱
储热水箱规格从1m3~22m3等十几个品种,储存其中的热水每昼夜只下降1~4℃,一般单位浴室开放时间都集中在每日的某一个时间段,因此设计容量时必须按最大容量设计。由于热泵热水机组是每小时均衡产热水,因此在浴室开放之前,就要储足浴室开放所需要的热水量,以满足高峰用水量。
5.直热式热水机组加热热水的流程
由用户与我们公司通过对空气源热泵热水机组加热热水流程的比较,我们得出:热泵热水机组仅需自来水管网提供的压力(约0.15MPa)便可实现整个水系统的循环,无需另外配置水泵。因加热时不需循环泵,这样就节约了运行费用,同时也降低设备故障率。热水箱储满时,自动停止进水,当储热水箱水位下降到一定液位时,热泵热水机组又会重新启动。如长期不用水时,储水箱水温下降到设定温度值时,系统会自动将储水箱内的水重新加热到设定温度,不用排掉冷水,真正做到节约用水。确保热水的连续供给。
再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等等,它们在自然界可以循环再生。非再生能源在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。
非再生能源包括:煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。
一、可再生资源是什么
可再生资源是指消耗后可得到恢复补充,不产生或极少产生污染物。可以在自然界可以循环再生,是取之不尽,用之不竭的能源。如太阳能、风能,生物能、水能,地热能,氢能等。中国是国际清洁能源的巨头,是世界上最大的太阳能、风力与环境科技公司的发源地。
二、可再生能源的种类及作用
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。主要是提供热量和电能。
2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能:通过核能发电站来取得能量。
上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源。
三、不可再生资源是什么
非再生能源在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。非再生能源包括:煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。
四、非可再生能源的种类介绍
1、煤:煤是近代工业最重要燃料之一。煤是由有机物一生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸分解而成现今世界各主要地区之煤炭蕴藏量,以非欧洲、亚洲及大洋洲、及北美洲等三个地区所占之比例最高,整体而言,现时煤炭之蕴藏量,估计可供我们使用二百年。
2、石油:石油一般认为是由地层中的有机物质“油母质”,经地温长时间的熬炼,一点一滴地生成而浮游于地层中。由于浮力的关系,石油在水中每年缓慢地沿着地层或断层向上移动,直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的石油越聚越多。
3、天然气:天然气是一种碳氢化合物,多是在矿区开采原油时伴随而出,过去因无法越洋运送,所以只能供当地使用,如果有剩馀只好燃烧报废,十分可惜。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。
4、化学能:化学反应所产生的能量称为化学能,除了燃烧煤、木材、石油及其制品产生的燃烧热外,还有电解化发电。电解化发电是将两种不同的金属板隔若干距离,一起浸入电解液中,金属板间会产生电压。两金属对于电解液的离子倾向力或溶解压不相同,发生化学变化,以电解方式放出能量。
电池就是利用这种原理制造成的。电池有两类,一种是用完就丢,不能再用的干电池,视为一次电池。另一种是可再充电,反复使用的蓄电池,即镍镉电池等,称为二次电池。
5、核燃料:核能也称原子能,是一种高效率持久的能源。核能发电是利用铀235的核分裂连锁反应释出大量热能,将水变成水蒸气,利用这些蒸气来推动发电机发电。
空气源热泵能提供源源不断的冷气输送,实现全屋制冷。与普通空调不同,空气源热泵能够给厨房和洗手间这些区域也提供冷气输送。
集供热水、取暖、除湿、降温、空气滤净等各项功能为一体,全年候不管阴晴雨雪,全天候24小时不间断连续自动提供热水高效除湿,每天24小时最大除湿量6~8公斤。
它是热泵的一种形式。
可再生能源有太阳能、生物能、风能、水能、海洋能、地热能、氢能、核能等。
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。主要内是提供热量和电能。
2、生物能:由绿色植物容通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能:通过核能发电站来取得能量。
扩展资料:可再生能源的特点:
可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下,能持续再生更新、繁衍增长,保持或扩大其储量,依靠种源而再生。
一旦种源消失,该资源就不能再生,从而要求科学的合理利用和保护物种种源,才可能再生,才可能“取之不尽,用之不竭”。土壤属可再生资源,是因为土壤肥力可以通过人工措施和自然过程而不断更新。
可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。
大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
参考资料:百度百科-可再生能源
空气能,是指空气中所蕴含的低品位热能量。空气能和水能、风能、潮汐能、太阳能等同属清洁能源的一种,且具有“取之不尽,用之不竭”的特点,因此空气能又是一种可再生能源。吸收空气能,并利用其来制造热能的设备叫空气能热泵。空气能热泵的应用范围非常广,而在工程领域主要有两种:
一、空气能热水
空气能热泵通过管道吸收空中的低品位热能量,经过压缩机压缩后转化为高温热能,再将高温热能投放到冷水里,通过“热交换”的方式将水加温到55℃左右(有特殊需求可以调整水温),最后利用水管将热水转移到室内,为室内提供热水服务。
空气能热泵热水的优点非常多,比如环保清洁、安全稳定等,但最让用户心动的,无疑是空气能热泵出色的节能性。以纽恩泰-雅加达亚运会游泳馆工程为例,游泳馆原来使用6000KW纯电加热设备,每天耗电量达75000度电,后改用30台纽恩泰空气能热泵替代,每天仅需耗电16000度,一天比原来节约59000度,相当于每天节约23600KG标准煤,减少58800KG二氧化碳的排放,效果等同于种植11500棵大树。
不仅是游泳馆,作为“18届亚运会官方合作伙伴”、“18届亚运会空气能产品独家供应商”,在进行测试赛和预赛的40天时间里,遍布亚运会各比赛场馆、亚运村等地的逾千台纽恩泰空气能热泵,共为雅加达主办方节约用电超1000万度,节约燃煤超52万吨。
二、空气能采暖
空气能采暖是指利用空气能热泵制造出热水之后,通过地暖、地暖机、风机盘管等采暖末端,将热水转换成热风的形式,为室内提供暖气服务。
和空气能热水一样,空气能采暖也具有安全、环保、节能等诸多优点。以纽恩泰-河北省邯郸市成安县某小区热泵集中供暖工程为例,该小区在2017年安装了纽恩泰空气能低温采暖机组,为小区6.5万平方供暖。供暖系统于2017年11月初安装调试完成,12月15日投入正式运行,2018年3月15日采暖季结束。
据小区物业工作人员介绍,纽恩泰空气能热泵运行稳定,采暖效果质量也好,1月份最冷的时候,依旧能将室内温度保持22℃左右,而且节能效果非常出色,一个采暖季下来,每平米的采暖成本仅需11.3元/㎡左右。
目前,空气能热泵已经广泛用于全国各地的学校、酒店、宾馆、医院、商场、健身房等场所,是我国商用采暖、热水市场的首选设备。