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空气源热泵与冷暖空调有何差异?
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2018-11-21 16:46:47
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空气源热泵与冷暖空调有何差异?

 

2018年11月20日 来源: 中国制冷网 作者:佚名

简介: 据统计,2017年全国共完成煤改电煤改气578万户,仅京津冀及周边地区28个城市就完成394万户。

 

  据统计,2017年全国共完成煤改电煤改气578万户,仅京津冀及周边地区28个城市就完成394万户。预计2018年,北方地区预计将完成“煤改电”、“煤改气”400万户,加快淘汰10蒸吨及以下小锅炉。

 

  可以预见的是,在未来很长一段时间内,煤改清洁能源市场广阔,煤改电潜力无限。那么空气源热泵究竟同冷暖空调有什么不同,为何空气能热泵采暖逐渐成为主流清洁采暖模式?

 

  工作原理差异

 

  空气源热泵:电力驱动压缩机工作,把低温冷媒压缩成高温冷媒,高温冷媒经热水换热器与水进行热交换,换热后的高温冷媒经膨胀阀降压后经蒸发器吸收空气中的热量,吸热后的冷媒被压缩机吸入,不断从空气中吸热,在热水换热器侧放热,把冷水加热。水吸收的热量是压缩机压缩产生的热量和冷媒吸收空气的热量之和。

 

  空调:电力驱动压缩机工作,把低温冷媒压缩成高温冷媒,高温冷媒经蒸发器散热,空调主机风扇把热量排放到室外,散热后的高温冷媒经膨胀阀降压后经空调室内机蒸发器吸收空气中的热量,降低室内温度,吸热后的冷媒被压缩机吸入。就是这样不断把热量从室内排放到室外的空气中,从室内吸收热量,达到降低室内温度的目的。

 

  供暖方式差异

 

  空气源热泵:空气能热泵自身只是一个提供热水的设备。它供热,然后配合其他的采暖末端实现供暖,如暖气片、风机盘管、空气能地暖机、地暖管道等都可以作为其采暖末端,可以根据不同的住宅选择不同的采暖方式。

 

  空调:无论是立柜式空调还是挂墙式空调,都只能利用主动式热出风的方式来实现供暖。

 

  零部件差异

 

  空气源热泵:热泵专用压缩机、防冻高效罐式冷凝器、带亲水膜的室外翅片换热器、有系统高压等保护控制。

 

  空调:空调压缩机、翅片冷凝器或板式冷凝器、不带亲水膜的室外翅片换热器

 

  在这些零部件中,压缩机的不同是空气源热泵和空调最大差异,因为不同的压缩机决定产品的使用效果和使用地域不同。空调选用空调压缩机,以R22为例,最大运行压力不超过2MPa,压缩机比小于7,最高排气温度不超过90℃;但空气源热泵必须采用热泵压缩机,同样以R22为例,最大运行压力达到3MPa,压缩机比达到12,甚至更高到20,最高排气温度达到110℃。这些参数的不同,要求热泵压缩机的加工精度、轴承强度、电机耐温性能等方面相比空调压缩机有数量级上的提升。

 

  换热机制差异

 

  空气源热泵:虽然都是通过冷媒来实现热量的转移,但是在最后的换热阶段,热泵是利用水来换热,而空调自始至终都是用冷媒充当媒介。一个是水循环,另一个是氟循环。水循环中,即使热泵停机,水流还是会一直在室内的管道中停留,不断散发温度。这样相当于添加了一个热量的缓冲过程。而且如果采用风机盘管或者空气能地暖机作为末端,热风是末端从热水中得来,因此整体湿度更符合人体生理习惯,并不会引发口干舌燥等“空调病。”

 

  空调:空调采用“氟循环”,实现热量的传导。空调出风口大量排出热风,升温的目的确实是达到了,但是这种剧烈的主动式热对流方案会大幅增加人体皮肤表面的水分蒸发量,导致空气干燥,口干舌燥,舒适感差。

 

  运行方式差异

 

  空气源热泵与空调的运行方式存在以下差异:

 

  第一:空气源热泵虽然是全天通电,但是当制热完成后,机组就会停止工作自动保温。家用机一般每天的工作时间不会超过2小时,所以空气源热泵要比空调省电,且能更好地保护压缩机,延长其使用寿命。

 

  第二:空调在夏季的使用频率高,尤其在北方地区,但空气源热泵集热水、供暖、制冷为一体,冬季运行时间较长。尤其是冬季对于热水的需求量较大,所以空气源热泵需要更长时间的运行来提升水温,压缩机就需要更多的时间来运行,因此压缩机基本都是运行在冷媒较高的区域。运行温度是影响压缩机寿命的主要因素之一,在运行相同时间的条件下,空气源热泵中压缩机所受的综合负荷要高于空调中的压缩机。

 

  使用环境差异

 

  空调和空气源热泵可以在不同的环境温度下使用。空调在制热时,环境温度最高为21℃,国标规定,最佳使用环境为21℃到-7℃。但空气源热泵则不同,对于热水机来说,春秋天也要使用,按空气源热泵的国标要求,它的使用范围是43℃到-20℃。由于空气源热泵的使用环境温度区间更宽广,所以它使用的零部件规格选型比空调要求更高。

 

  另外,由于使用环境和目的不同,空气源热泵在温度和压力方面要求更高。空调最高出风温度也就50℃,这时候冷凝压力也就是1.82MPa。空气源热泵要求60℃甚至65℃,这时的冷凝压力达到了2.52.8MPa。百分之三四十压力差,再加上低温环境下,特别是-20℃,蒸发压力也非常低,0.20.15MPa,水温还是要加热到超过50℃,还是要60℃甚至65℃,这时候冷凝压力还是2.72.8MPa,压缩比远大于15,大于空调压缩机的压缩比使用范围。

 

  系统除霜的差异

 

  一般来说,冷媒的温度与室外温度相差越大,结霜就越严重。空气源热泵本身靠的是小温差传热,而空调是大温差。空气源热泵侧重于冬季的采暖,都是在低温的环境下去吸热,冬季气温零下十几二十度,而冷媒的温度也就零下二三十度,温差只有十来度;空调侧重制冷,夏季最高温度也就45℃,而压缩机排气温度达到八九十度,甚至100℃,温差有四五十度。

 

  因此,在同样的情况下,空气源热泵的换热面积远远大于空调的换热面积,这也就是空气源热泵比空调体积大的原因。

 

  按照常规的控制逻辑,空调的除霜时间一般为10分钟左右,而空气源热泵采暖机组的化霜时间通常是一个地方一个控制逻辑,比如山东青岛和河北的秦皇岛,除霜就比山西地区要频繁一点。专业的空气源热泵厂家,一般是一个纬度一个控制逻辑,并且根据当地的气候情况来调整。

 

  除霜的高级阶段是“有霜除霜、无霜不除、多霜多除,少霜少除”,这个是在完善的压力和温度控制系统的前提下,目前来说,只有一些高端机型才具备,因为成本很高。无论是从控制逻辑上和蒸发器的面积上,还是从冷媒与室外温度的差异上,空气源热泵除霜性能是远远好于空调的,且结霜的可能性更小,因此整体能提供的有效热量是大于空调的。

 

  执行国家标准差异

 

  空气源热泵:主要包括家用热水、商业热水、家用采暖、商业采暖等标准。以制热量和性能系数为衡量指标,冷暖机还必须考核制冷量和能效比。

 

  空调:主要包括家用空调、多联机、风冷冷水机组等标准,以制冷量和能效比为衡量指标。