热泵热水机组有何优势?
高温热泵热水机组内主要部件有压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等,并灌装了环保制冷工质。高温热泵机组产出的热水温度比普通热泵产的热水温度高,跟普通热泵的工作原理是一样的,只是制热水功率更大罢了。
工作时,通过少量的高位电能输入,使汽化的制冷工质被压缩,从而使得它的温度和压力升高;高温高压制冷工质流人冷凝器,将热量传递给冷凝器周围的水;冷却后的制冷工质浓缩成高压液体离开冷凝器,通过膨胀阀迅速降压。
有些液态制冷工质又变成气体,引起剩余的制冷工质迅速变冷,形成一种低温液体和气体的混合物离开膨胀阀;这种低温的混合物进入蒸发器后,在蒸发器中吸收环境中的热量,制冷工质的液态部分蒸发,向后移动至压缩机的低压端。这样不断地循环将环境中大量低温低品位热能集中起来,实现低温热能向高位热能的搬移,从而在储热水箱中获得50℃一80℃的生活热水,供生活和生产使用。
高温热泵热水机组制备热水过程中输入一份电能,从环境中吸收二至三份的低品位热能,电能驱动压缩机工作时产生的热量连同从环境中吸收的热能都传导到热水中,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。电能作为一种高品位的能源,有着非常大的应用前景。用高品位的电能来加热制取热水是较大的浪费。制备热水完全可以利用热泵技术、使用环境中的低品位热能,这完全符合我国的能源应用战略。
热泵热水机组故障分析:
症候:冷媒环管道爆裂、冷媒丢失、整机瘫痪。表现为连续工作或启动一段时间后,室外主机噪音变大,局部冷媒环回管出现裂口,进而冷媒漏掉,压力测试为零。有时风机可以转动,水温无变化,万用表测试压缩机电阻值较小。冷凝器部分爆管时,水渗入冷媒管道引起压缩机损坏。
诊断:冷媒介质环管路爆裂,冷媒完全泄漏主要原因是环系统压力变大,**出冷媒循环管道承压范围。由于天气变冷制取同样多的热量,压缩机的做功增多,冷媒的相变临界点压力变大,由于铜件厚度不足或焊接不合格而爆开。另一种情况为水质不清洁,含有铁屑、沙粒等杂质随着水循环长期磨损导致换热铜管泄漏,特别是可管式大套管换热模式下更易出现这个故障。由于水性酸碱度或结垢出现的爆管现象倒是很少见。
:首先弄清水质是否引起故障的主要原因,可用过滤法或电子处理法改善水质。工程安装完毕,按要求冲洗环管道,必要时还要对管道进行钝化。冷媒引起的爆管应确认机组运行是否在制造商产品设计允许工况范围之内。检查各焊接口和连接口是否有裂口,补焊或重新涨口连接。爆破口在膨胀阀到冷凝器至压缩机之间,一般是由于冷媒选型不当或剂量过多。正规制造商出产的品牌机,每个机型都要经过严密的试验和检测,具有在各种工况下的模拟破坏性试验,才能确定冷媒的充加剂量。制造过程中执行诸如ISO900等质量体系,严格的采购管理环节保证各部件用料质量,生产过程每一道工艺环节都有质量检查,出厂前经专业检测设备检查后才标示铭牌,包装入库。而一般小作坊式的制造商,根本就不具备设计、生产、检测的技术和硬件条件,宣传上采取扯虎皮拉大旗膀的做法,产品质量当然不能保证。用户和经销商应主动选择品牌机,才能从根本上避免使用中的故障频出问题,不要只认价格便宜。
热泵热水机组经济性分析?
(一)不同加热设备的运行费用比较 按每日需热水量10吨计算, 以温升40℃计算,每日耗热量为: Qh=Ld(tr-tl)=10000×(55-15)=40×104kcal(Ld=10吨tr=55℃tl=15℃) 以温升50℃计算,每日耗热量为 Qh=Ld(tr-tl)=10000×(55-5)=50×104kcal(Ld=10吨tr=55℃tl=15℃) 式中Ld----设计日热水用量(L); tr-----热水计算温度(℃); tl-----冷水计算温度(℃); Qh----------设计日耗热量(kcal); 1、如果采用常规能源产热水,不考虑其一次性投资,系统运行按每年365天,温升按40℃计: 电热水锅炉系统:(平电价格:1.0元/kwh) 每度电有效得热:860kcal/kwh×90%=774kcal/kwh(电热水锅炉效率为90%) 每天耗电量:400000kcal∕天÷774kcal/kwh=516.8kwh∕天 每天运行费用516.8kwh×1.0元/kwh=516.8元 全年费用:516.8元/天×365天/年=188632元/年 燃油热水锅炉系统:(柴油:5.8元/Kg) 1kg柴油有效得热:10200kcal/kg×80%=8160kcal∕Kg(燃油锅炉热效率一般为80%,柴油燃烧值为10200kcal/kg) 每天耗油量:400000kcal∕天÷8160kcal∕Kg=49Kg∕天 每天运行费用49Kg/天×5.8元/Kg=284元 全年费用:284元/天×365天/年=103660元/年 燃气热水锅炉系统:(液化气:6.0元/Kg) 1kg液化气有效得热:10800kcal/kg×80%=8640Kg∕天(燃气热水锅炉效率为80%,) 每天耗油量:400000kcal∕天÷8640kcal∕Kg=46.3Kg∕天 每天运行费用46.3Kg/天×6.0元/Kg=277.8元 全年费用:277.8元/天×365天/年=101397元/年 2、采用空气源热泵热水机组后,年运行费用分析如下: ①、使用平电(按照1.0元/kwh计算):空气源热泵热水机组每度电有效得热:860kcal/kwh×3=2580kcal/kwh(空气源热泵热水机组年平均COP≥3,按3计算。) 每天耗电量:400000kcal/天÷2580kcal/kwh=155.kwh/天 每天运行费用155kwh×1.0元/kwh=155元 全年费用:155元/天×365天/年=56575元/年 ②使用谷电:(按0.5元/kwh计算): 全年费用:155kwh×0.5元/kwh×365天/年=28288元/年
热泵热水机组故障分析:
症候一:设定水温达不到或温度上升缓慢。但有些工程机组运行时间**过设计时间很多仍达不到水温,只能勉强直接使用热水甚至不能使用,实测温度在40左右或更低,系统环泵不停地很工作,温度不见升高。
诊断一:空气源热泵热水机组出水温度一般设定在50℃~60℃之间,偶尔**60℃在65℃以下也属于允许范围,只是工况下运行可能会影响机组使用寿命。水温的上升必需从外界得到热量。
储水箱时的水温上不去会有两方面的可能,一方面是热量流失大或等于热量的流入,当两者相等时,水温不变。热量流失也包括两种可能,其一是保温层不够质量与自然界温差太大,热散失严重,特别是水箱人孔密封不严保温不好或隐蔽保温部分没有做好,接管保温与箱体保温不连续都会增加热量的损失;另一种热量流失为热水流出同时冷水补进。
这种热量流失常出现在水箱的设计方案中,有的客户用水要求为24小时不间断性的,如客流量较大的宾馆、理发城等用水客户,冷水冲进水箱,热水随时使用。
在空气源热泵热水机组不出现问题时,一旦天气突然变冷,机组从空气中的热量所得成倍减少,同时客户对热水的用量增大,这时留存在水箱中的热量就不足,就表现为水温上升困难,甚至有冷水现象。
另一方面可能是主机冷媒携热能力差,导致单次环内有效携带的热量交换变少。其中一种可能是冷媒选型不合适,空气源热泵热水机组使用的冷媒不同于传统空调冷媒,*具特定的物理特定和化学稳定性,这也是热泵技术的核心之一。部分热泵产品使用市场上的冷媒不具有这种特性,在外界温度降低的情况下出现乏力现象也就不足为奇了。
另一种可能是冷媒充加数量少或部分泄露而变得携热能力不足。正规制造商的空气源热泵热水机组产品定压定量充加冷媒,在出厂前都有逐台测验,保证主机的压缩机在各种工况下都有一个较稳定的工作能力。同批机组抽查测试单台工作状况后,才能标注合格证、出厂日期、编号等等。在产品运输中,有不按标示搬运的情况,以致冷媒部分漏丢,达不到工作效果,也会导致水温达不到设计出水温度。
一:根据我们诊断分析应先检查看每日用水量是否**标,每1kg生活用水上升1℃吸收1Kcal热量相当于1.163×10-3KWh,既1000Kg水上升1度,需吸收1.163KWh的热量。计算公式为:水量(吨)×温差℃×1.163/机组功率Kw×COP值≤设计工作时间(小时)。
例如:冷水温度为15℃,出水温度设定为55℃,机组功率2.2KW,在冬季环境温度较低时,COP值为2左右(产品制造商公布数据),工程设计用水量为1吨,则机组工作时间为11小时<设计工作时间20小时,同样工况下用水量为2吨,则机组工作时间为22小时<允许工作时间24小时,同样工况下用水量为3吨,则应考虑加热或增加机组配置。
若机组配置不存在问题,可切断单机与储水箱的水循环,启动机组,检测单机集热能力,若温度达不到铭牌标示温度,则可能为冷媒问题。检查冷媒工作压力,对照出厂数据表,若压力不足,则表现为冷媒丢失。按原型号冷媒充加到出厂标准量即可。