在十几年前,挨家挨户洗热水澡用的是燃气热水器居多。这种即热式热水器制热消耗煤气,打火就可以迅速出热水洗澡,在当时很受欢迎。而随着工业进步,制热水的设备也在不断转型,目前在家用、工业领域中,储水式设备占据了很大的份额,常见的有电热水器和空气能热泵。
空气能热泵制热高效,不但可以提供热水,还可以为住宅、体育馆、温室大棚等场所提供采暖,因此应用的范围比电热设备更广泛。而空气能热泵根据结构上的不同,又分为直热式热泵与循环式热泵,它们二者区别在哪,日常使用有什么不一样,这是今天的话题。
直热式热泵,一次加热至指定温度
下图是纽恩泰的GL系列直热式热泵,从图中可以清晰的看到,热泵的冷水补水管道不经过保温水箱,直接进入热泵机组。热泵机组的冷媒从空气中吸收了热量,经过压缩机的加工成为了蕴含高温热能的气态物质,然后在换热器中直接把热量交换给通过补水管进来的冷水,让冷水升温。
制热过程中,气态冷媒放热液化,自身可以得到充分的冷却。整个系统的高压压力下降,压缩机需要克服的系统压力就少,消耗的电能也有所下降,也就提高了空气能热泵整体的制热效率。另一方面,直热式热泵的补水是自来水,温度为常温,因此不会对压缩机的排气温度造成大的影响,给压缩机带来的冲击不大,相当于是减少了压缩机在压缩空气时的磨损程度,变相增加了压缩机的使用年限。由于冷水直接进入热泵机组,所以直热式热泵是把冷水加热到指定的温度,再统一补水,这样可以有效的防止过程中出现出水冷热不均的“混水现象。”
直热式热泵虽然可以一次性把水温提升,但是由于它自身不同的加热设计,水路系统比较复杂,所以在成本的投入上需要花费更多的金钱。而且直热式热泵的特点就是小流量、大温差,应用范围比较窄,一般没有大型的机组,主要适用于各类消耗性热水供应项目,比如生活热水,巴适消毒用水等等。
循环式热泵,反复加热
循环式热泵与直热式热泵最大的不同在于进水的位置。下图中可以看到,纽恩泰的GB系列循环式空气能热泵冷水不再直接进入热泵机组,而是先进入保温水箱,然后才在循环水泵的牵引下,进入热泵机组加热。
循环式热泵加热的过程就是让系统管路内的水流,经过管路不断循环流动,多次进入热泵机组,一点点加热,让水温从最开始的低温提升至高温。在这个过程中,管道内的水流量恒定,但是水温不断提高,因此压缩机工作时的排气压力还有排气温度也得持续变化,压缩机的工作损耗自然增加。再加上这种情况,热泵机组内的冷媒很难充分冷却,整个系统内压力较高,压缩机做功要克服压力,消耗电能就会增多,因此循环式热泵的压缩机使用年限通常不如直热式热泵。
循环式热泵虽然对压缩机磨损较大,但是它比起直热式空气能热泵的管路要简单,不需要去考虑水位控制的问题,出故障的几率要小,投资的成本也不高。在非消耗性热水项目,譬如住宅采暖、大棚供暖还有物料烘干中有着大量的应用。