從空氣能熱水器的缺點視角,探索一下它節能的傳說是真是假
2021-06-09 來自: 武漢金恩機電工程有限公司 瀏覽次數:478
現在家庭使用的熱水器有很多產品,從能源方面來說,有燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器和空氣能熱水器。
其中的當屬太陽能熱水器和空氣能熱水器,有它們的到來,給老百姓家里帶來了環保、節能和舒適的熱水品質,今天我們就來介紹一下空氣能熱水器的能耗問題。
空氣能熱水器的基本原理介紹
對空氣能熱水器的能耗了解之前,去學習它的基本原理是的;它的整體結構是由一臺外機、一個大水箱及銅管構成。外機的形態與我們常見的空調外機一模一樣,它的內部主要是由壓縮機和風扇、蒸發器構成,而大水箱主要是進行儲存熱水。
主機與水箱之間主要是用2根銅管連接,壓縮機把R410冷媒劑進行壓縮,變成高溫高壓的冷媒劑,輸送到水箱內部的換熱器,通過換熱器加大與自來水的接觸面積,熱量會傳遞給自來水后變成熱水,變冷后的冷媒劑繼續回到外機,冷卻下來的冷媒劑變成了液態,經膨脹閥后進入外機蒸發器,液態的冷媒劑會在此迅速蒸發變成氣態,并吸收大量的熱量。
同時,在外機風扇的作用下,大量的空氣會流過蒸發器外表面,空氣中的能(熱)量被蒸發器吸收,空氣溫度迅速降低,變成冷氣釋放,隨后吸收了能量的冷媒回流到壓縮機,進入下一個循環,周而復始的冷媒劑循環,直到水箱里水溫達到用戶的預設溫度為止。
使用空氣能熱水器是不是真的節能?
實際上,它同空調的制熱原理是一樣的,從以上介紹可以看出,變冷后的冷媒劑會在外機這里進態的轉變,會吸收大量的熱量,然后當室外的冷空氣穿過蒸發器時,吸收空氣中的低溫熱量,再進行壓縮使用,從而達到節能的目的。
由此可以看出,有以下情況影響它的節能與否:
1、空氣能主機周圍在冬季是低溫高濕的環境,如果使用的地區也是屬于高濕度空氣,很可能就會像空調一樣,制熱一會兒主機就會停機保護化霜而暫停供熱;就算現在的智能化霜技術讓主機不停機,但是翅片上覆蓋的霜,也會帶來熱量的急速下降。
2、環境溫度過低,屬于極寒天氣也會直接影響它的熱量,比如零下10度以下的環境。由于它的節能是吸收空氣中的低溫熱量,如果空氣是極寒天氣,低溫熱量很少很少,自然它的節能就小。
針對以上該產品的固有特點,廠家給出的解決方案是:自動啟動電輔熱。它是在大水箱里放置了一組電加熱發熱棒(類似于熱得快一樣的產品),當水箱里的水溫換熱過慢時,它就會自動加熱,它的額定耗電功率是2000瓦不等,具體以空氣能水箱大小而定。
空氣能熱水器的缺點是哪些?
1、對安裝場地有要求,這是由于外機需要與空氣進行散熱吸熱,所以它的四周要有足夠的空間。另外,為了減少損耗,所以要求外機與水箱盡量不要間距太遠,但是水箱不建議日曬雨淋,而外機又要足夠的散熱,所以常會出現位置不佳的尷尬局面。
2、對外界環境的溫度濕度有要求。前文已經介紹了它的加熱原理,它節能的前提是空氣里的低溫余熱的多與少,如果環境溫度很低、濕度很大,而用戶所需要的水溫要求是不變的,所以主機做功就會更多,節能性就不會太好。
3、壓縮機容易出現故障或燒毀。這個問題主要是在環境溫度比較惡劣的情況下,用戶對熱水水溫要求比較高,造成主機壓縮機高負荷長時間運行帶來的致命打擊。
4、水箱內部的換熱器容易因為結垢而腐蝕,造成維修成本增加。由于換熱器的溫度比較高,所以當水中的鈣鎂離子成分過大時,要注意日常保養,不然很容易出現這樣的情況。
5、它不適合沖澡時間過長的家庭。前文已經介紹了,它加熱一箱水的時間大概是3小時,如果家庭成員洗澡的時間過長(5口之家,熱水量70升/人),熱水器的復熱率肯定是達不到的,如果不注意這個問題,很容易用戶會投訴熱水器有問題。
一家3-5口通常選用多大的熱水器?能耗每月大概多少錢?
空氣能熱水器通常是以水箱的大小來分類的,比如150L、200L和300L,當然也有500L的型號。我的經驗是,如果是3口之家,可以使用150L即可,如果是5口人,應該選購300L,那它們的能耗又該如何計算?
我們以5口之家選購300升空氣能熱水器為例,自來水溫度是15度,預設水溫溫度55度,可以根據公式Q=cm△t進行計算:
300升自來水需要的Q(熱量)=4.2(水的比熱容)?300(水箱體積)?40(水溫溫差)=50400千焦耳。
但是50400千焦耳不是能耗,根據1000焦耳約等于0.24大卡熱量,所以等于12096大卡。根據1大卡/時約等于1.16千瓦.時,所以最后的答案是約14千瓦。
接下來,我們再從所選購的某款空氣能熱水器的銘牌上去找到它的參數介紹,比如300L熱水器的熱泵額定制熱量是5.1千瓦/小時,即14?5.1=2.7小時,也就是說,加熱300升的水量,當自來水水溫15度、預設55度的出水溫度,需要持續工作約3小時。
那它的耗電是多少呢?
從熱水器的銘牌參數里,找到熱泵額定加熱功率是1259瓦,即1.259?2.7小時=3.4度電,也就是說加熱300升的水到55度,需要耗費3.4度電。
如果出現加熱不及時的情況,即熱泵的額定加熱功率不再是1.259千瓦,有可能變為0.8千瓦,具體的受環境情況而不同。
此時,電輔熱功能就會啟動,所以還要算上電輔熱功率,在銘牌上也可以看到電輔熱是2000瓦,耗電相當于每小時要疊加2度電。
以上是一桶300升水,從15度到55度的升溫能耗,它可以滿足5口人的日常洗澡,洗澡熱水溫度是55度,可以混入冷水降低水溫,增加熱水量。
它在24小時中,正常情況下,會大概啟停2次以維持水箱的溫度,所以耗能會在每天5-6度電,每月大概在180度電左右(不含電輔熱)。
總結
使用空氣能熱水器解決家里的熱水,是目前繼太陽能熱水器之外的一款比較利民的熱水設備,它同樣具有節能、環保的特點。
正常情況下,每天的熱水耗電量在5度電左右,適合電價比較便宜且穩定的地區使用,但是由于它的結構及原理,在安裝使用它時,還要注意一些文中介紹的情況,后期才能穩定的長久運行。
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