空气源热泵热水器技术培训资料
一、空气源热泵热水器发展历史
1、几种常见的名称叫法
国目前最常见的几种叫法：空气源热水器、空气源热泵热水器、空气能热水器、空气能热泵热水器、热泵热水器，其中最精确的叫法应是“空气源热泵热水器”。中国国的一些行业协会为了统一称呼，利于这种热水器在国的推广，统一称为空气能热水器，这个叫法虽不太准确，但比较直观，易于让消费者理解，我们以后也要改成这样称呼。
2、名称解释
空气源－－热能来源于空气中； 另外还有 水源、地源等。
空气能－－空气不是一种能量，能量的形式有 电能、热能、太阳能、风能、
动能、势能、潮汐能等等。
热泵－－－从低温处吸取热量，在高温侧释放的一种机械设备，例子：压缩
机，空气源热泵热水器就用了这种设备，从较低温度的空气中吸
取热量，转移到水侧给水加热至最高60度。
3、发展历史
追溯其渊源，空气能热水器属于外来技术，
1824年，热泵的理论起源于卡诺发表的关于卡诺循环的论文；
1850年初开尔文提出冷冻装置可以用于加热；
之后许多科学家及工程师对热泵进行了长达80年的大量研究。
1924年，空气源热泵技术发明，但并未被人们充分认识和应用；
20世纪60年代，世界能源危机爆发，热泵以其回收低温废热，节约能源的特点，经过改进而登上历史舞台受到人们的青睐。比如美国，热泵的产量从1971年的8.2万套/年增至1976年的30万套/年，1977年再次增加为50万套/年，而此时，日本后来居上，年产量超过50万套。
在欧美大多数发达国家，如澳大利亚、英国、法国、德国、北欧南欧等国家，热泵产品已经进入了大多数家庭。1998年美国的调查数据显示，美国约有30%的热水供应设备采用空气能热水机组，到从2001年开始美国每年安装40万台空气能热水器，并保持每年10%的速度递增。
20世纪70年代澳大利亚等国将热泵运用到热水器产品上。
2000年左右，我国开始尝试热泵在热水设备上的应用。
2001年左右热泵热水器在日本开始进入家庭使用，
2002年前后空气能热水器引进中国登陆；
2003年，我国出现一批专业生产空气能热泵热水器的制造商和销售商，由于其高效节能、环保、安全、舒适、安装便捷等诸多优势，迅速在南方市场得到应用推广，主要应用于企事业单位，中国空气能热泵热水器市场初现。
2007年，空气能热水器的发展因为各种因素制约，家用应用方面发展缓慢，处于起步阶段，在我国整体家用热水器市场上占有不到1%的销售份额，而同期在热泵热水器发展相对成熟的日本，年销售已超过100万台，占整个电热水器市场份额的70%。
2008年，空气能热水器得到了国家政策的支持，达到了较大的发展，被业界人士称迎来了“空气能热水器的青春期”。
2008年5月1日，《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》国家标准颁布施行；
2009年9月1日《家用及类似用途热泵热水器》国家标准正式实施执行；这两个标准对行业的企业行为起到引导和规作用，同时，提高了行业的准入门槛，有助于整体提升行业技术水平，促进行业的健康发展。各级政府对空气能热泵热水等节能环保项目在资金上给予补贴支持。因为得到政府政策性鼓励和支持，社会各界对空气能热泵热水产品节能效果的逐渐认知认可，空气能热泵热水器经历了几年的起步阶段，开始步入快速成长期。2007年热泵热水器行业全国的实际总销售额约为7亿元，2008年约为10亿元，2009年约为15亿，增长幅度接近50%，预计2010年的全年总销售额可达到25亿元。目前全国销量最大的品牌是美的，09年销售近4亿元。
二、空气能热水器行业现状和市场前景
1、其它国家和地区的发展现状
空气能热水器在国外已有20年的历史，现在大约有300万台同类设备在欧美各国使用。
在东南亚、澳大利亚等一些国家的宾馆、学校、企事业单位，60℃的热水供给75％以上采用空气能热水器热水器。
我国和地区也有将近50％的使用率。
2001年开始美国每年安装40万台空气能热水器，并保持每年10%的速度递增。瑞典政府宣布，到2011年如果用热泵替换燃油和电热系统，政府将奖励每台1.2万到2万瑞典克郎(约合1800美元到3000美元)；澳大利亚对主动购买空气能热泵热水器的消费者给予每台1000澳元的补贴(约占总价的25%)；美国的节能法规定，购置太阳能热水器、空气能热泵热水器等节能设备，居民该项支出额的30%可以抵所得税；法国政府规定，从2006年起，利用可再生能源和特定型号热泵设备的发电系统，其产品可以享受50%的税额减免。有政策的支撑，再加上产品质量过关，海外太阳能空气能热泵热水器市场非常好做，有些国外公司也很愿意在当地销售中国热水泵热水器产品。出口市场是国热泵热水器销售增长的主要来源之一。目前国和中东地区对空气能热泵热水器有较大的需求，主要用于采暖或者泳池加热，因此，国正在积极开拓海外市场。
2、中国陆发展现状
（！）、就企业品牌来看
空气能热水器发展至今7、8个年头，目前正处于市场培育阶段，从前期技术引进到今天的行业推广，空气能热水器以直线递增的速度大幅发展，据估计，全国共有空气源热泵热水器生产企业达300多家。
第一梯队：美的，2008美的销售额突破1.8亿元人民币，2009年销售收入达到4亿元,2010年美的的目标是7亿,美的的产销规模比较大，对空气能热水器行业的拉动作用明显。
第二梯队：长菱、同益、扬子、锦江、真心、米特拉、天舒、清华同方、德能、芬尼克兹等企业，这批企业在行业扎根多年，进入时间较早，第二军团将是空气源热水器行业发展的主力军，他们在资金上远不能跟美的相抗衡，但是队伍编制最大，这部分企业会精耕细作他们的市场，能通过合理的价格、产品型号差异化等手段使企业得以发展壮大。
第一和第二梯队他们的市场份额近48%。
（2）、从企业分布看
空气源热泵热水器生产厂家主要包括四种类型：1、空调企业；2、太阳能企业；3、节能设备企业；4、新投资企业。主要生产企业主要分布在珠三角的、、、和长三角的、地区。
（3）、从消费市场分布看
主要分布在、、、广西、、、等省区， 市场增长快，并逐步向北方地区扩展；消费容量城市多于农村，一二线城市多于三四线城市，中高收入者多于中低收入者；
（4）、目前的市场特点
A、总体市场的销售额还不高，市场潜在容量大，发展快。09年总体销量15亿左右，年均发展速度近50%，成熟后的整体市场可达100多亿。
B、市场处于初级阶段，产品普及率还很低，消费者认知度还不高；
C、生产企业众多，达300多家，品牌杂乱，除10多家比较具有一定实力外，大都属小企业，企业短期行业比较严重，产品技术基本相同；
D、市场集中度不高，没有形成具有垄断地位的品牌，对大品牌企业进入具有较高的机会和较大的市场操作空间；
E、家用和商用机的比例为4：6，对热水器来说是不正常现象，可见家用机市场远未被开发，市场潜力巨大。可以说，谁占了家用机主要市场，就占所了市场的制高点。
万宝是大品牌，我们的立足点是第二梯队，目标是进入第一梯队。
三、空气源热泵热水器原理 空气能热水器采用类似于空调的工作原理，主要由：压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个部分组成，利用少量电能，以制冷剂为媒介，以压缩机为驱动元，工作过程如下：
制冷剂循环图
系统原理图
这样空气能热水器就能不断吸收空气中的热量，并将该部分热量传到水侧，从而达到加热热水的目的。
3、空气源热泵热水器优点
1、高效节能
热泵热水器只需消耗少量的电能，就可以在空气中吸收大量的热量。
但能耗只是传统电热水器的1/4、燃气热水器的1/3和带电加热太阳能热水器的1/2。
空气能与传统的热水设备每吨成本及性能分析
在相同条件下对1吨15℃的冷水加热至55℃（水温升40℃）
2、绿色环保
因热量来自空气，运行中无任何排放物，对大气环境不会造成污染，是继锅炉，电热水器，燃气热水器，太阳能热水器后的新一代热水器产品。
3、安全可靠
用空气热能提升水温，实现水电完全分离，运行安全可靠。
4、全天候供水
空气能是从空气中吸取热量，因此无论是在阴天、雨天、冷天或是夜晚，都能在一年四季实现全天候供热水。
5、安装使用方便——阳台、走道、杂屋、庭院、室、天面、外墙等随意安装。
6、经久耐用，空气源热泵热水器的设计寿命可以达到12年以上。
4、空气源热水器产品结构介绍
1、按就用领域分，可以分为：家用型、商用型。一般认为3P以下的机器家用型，以上是商用型，但并非是家用型一定是家庭用，商用是工程用。（图）
2、按结构分：分体式、一体式。主要是看水箱和主机是否是合在一起的。一体机看起来体积比较小，外观比较漂亮，但受体积限制，容量做不大，且效率比较低。（图）
3、按加热方式分：
循环式：冷水先进入水箱，由机组进行循环加热，水温逐步上升至设定温度。
直热式：冷水直接进机器，水从机器出来时就是所设定温度的热水，热水打入水箱存储。
循环式相对价格要低点，在水温较低加热时，机组效率较高，水温在45度以上时由于热水换热器的换热速度减慢，效率会降低，且工作压力加大，一般大型工程上使用时往往都用这种类型。直热式由于水出来时就是热水，且兼顾了循环功能，因此水箱中的水始终都是热水，供热水的温度很稳定，不过由于多了一组直热功能，相对价格比循环式要高1000－2000元。
4、按工作温度分：普通（南方）型、低温（北方）型
普通型一般工作温度围：－5℃－43℃，基本适用长江以南地区。
低温型一般工作温度围：－15℃－40℃， 适用长江以北地区，这种热泵使用了可以二次吸气的压缩机，可以提高在低温工作时仍可保持较高效率（可达2.0）和制热能力。
5、按工作电压分：单相220V、三相380V
6、按机器出风类型分：顶出风、侧（横）出风
5、空气源热泵热水器国家标准命名规则
DKFX75－4I100W
第一位：D 表示低温型，如果是普通型则没有
第二位：K 表示空气源，如果是S 表示 水源
第三位：F 表示分体式，如果是一体式，则没有
第四位：X 表示循环式，如果是Y 表示直热式
第五位：75 企业可以自定义，这里，我们的定义是表示产热水量75L/小时。
第六位：4 表示制热能力，这里指4KW
第七位：I 表示电源是单相的220V，如果是三相机 则为 II
国家标准中命名规则就规定了以上这几项
第八位：100 这是我们自己的定义，表示水箱为100L
第九位：W 我们自己的定义，表示这个机型为外盘管机型
六，空气源热泵热水器选型说明
（一）、 产品选型原则： A、 以冬天使用条件为主，一般普通型的空气源热泵热水器冬天（－2~－5℃）的产热量
约为正常情况下的65~70%，考虑到还有结霜问题，冬天实际制热能力约为正常的60%。
B、 宜大不宜小； C、 根据用水人数、用水时间、主要用水时段、用水方式和用水量等来选择产品； D、 根据使用场所和安装位置选定产品。 E、 根据客户消费习惯、消费水平和要求选定产品。
（二）、每天总用水量计算基本参照数据:
序号 名称 桶提 淋浴 盆浴
1 学生宿舍(每人每天) 18-25L 40-50L \
2 员工宿舍(每人每天) 30-40L 40-50L \
3 住宅 (每人每天) \ 50-60L 80-100L
4 宾馆客房(每间每人) 150-200L
5 桑拿休闲(每人每天) 60-80L
6 美容美发(每人每天) 20-30L （三）、用水习惯说明： A、 桶提洗浴时，按每人一桶水，每桶水18-25升； B、 淋浴时，一般花伞的出水量约为5~8L/分钟，适宜的热水温度为46－49℃，再低的话冬天则可能会感觉有些水温不足。如果水箱水温为55℃，则可加配冷水20%~40%的样子。一般家庭用淋浴用水量为50~60L每人。 C、 盆浴洗澡，满盆用水量是132升，如果1／2满，用水量是61升，冲洗需要25升，共计86升，一般取80~100L，每人。 D、用水时间习惯：主要是指家庭成员洗澡的时间间隔及集中的时段。有两个主要因素：家庭成员洗澡一般集中在晚上；热泵热水器在用户一边用水的时候可以一边产热水。如果间隔时间长的话，可以充分利用它的产能，降低热水器的选型配置从而降低初装成本。1P主机在标准工况下每小时可产75升水左右。举个例子：一个家庭4个人，按正常产品选型要选择的机型为KFX75-4I200W。 （四）、 家用产品的选型 型 号 100L 150L 200L 260L 300L 400L 500L 使用人数 2-3人 2-4人 3-5人 4-6人 5-7人 6-8人 7-9人 注：上表只供参考选型，不作最终选择，最终选择要根据实际情况而定。
7、商用机的选型说明
（一）、几个数据要先确定：
用水人数
每天用水总量；每天热水总用量=人(间)×总人数(间)×每人用水量
每天的用水时段
每天的集中用水时段
（二）、原则：
1、机组每天的连续工作时间不得超过16小时，一般取14小时以下。
2、每天热水总用量≤每天额定供水量每天总热负≤机组每天额定生产热量
以上应以冬天的设计为主。
3、用水水箱不得小于某一时段的集中用水量。
4、循环式主机：一般适用于
A、每天用水时间比较长，每个时段用水量比较平均，且没有在某一时段用水量很
大的情况。
B、每天用水的时间比较短，且主要集中在某一个时段，且这个用水量小于水箱容量。
C、定时定量供水情况下。
5、直热式主机：一般适用于用水比较没有规律的情况，用水时段及集中用水量不确
定的情况下。
（三）、实例说明一
1:甲方要求
该工程应用于某国际母婴会所，主要是替换原有电加热锅炉加热设备，根据用户日常用水经验，最高日用热水不超过6吨，主要是用于婴儿的洗澡和游泳用水，并利用原有的8吨水箱及进水管路、供水管路。
2：工程概况
该工程位置于应用场所的4楼顶楼，原有的8吨水箱放置已加固，没有电加热辅助，水箱和锅炉设备已连接，要求增加一个空气源加热主机及相关电路控制和水路循环，平时主要是使用空气源加热设备加热，在特殊情况下，可开启锅炉设备用以备用。
3:技术方案说明：
根据甲方要求，设计负荷为日最高用水量6吨，集中的用水时段一般不太确定，集中用水量不确定，但不会超过6吨，基本上每天的用水量是比较平均的。原有的水箱为8吨，水箱容量已经大于了每天的总用水量，因此一旦产足了6吨热水，则可满足用户一天的用水量。一般地来说，像这种在某一时段集中用水量不确定的情况时，要尽量的向用户了解细致的用水情况，后经向用户了解到，其它的用水处主要是厨房和几个客房的淋浴，经过计算，这几处的是用水量最大不会超过500L。游泳池共有3个，的总用水量为5吨，水温在32℃左右，是一次性放水，但有时只用一个或二个，有时则需全用。这样可以确定基本的用水情况：
游泳池用水是集中短时放水，最大用水5吨。
其它地方最大不起过500L。
两个时段都不太确定。
因此设计的用水量每天为5500L，可以选用6吨，与客户的要求一致。根据一般经验由此可以选配10HP循环式一台或10HP直热式一台。以下是计算确认：
该工程水箱为8吨，以6吨为设计总量，以每次水温加热到55度计算。
按恶劣冬天阴雨天气配置空气能热水机组，需要热量：
Q=CM∆T=1×6000×（55-10）（气温0ºC时水温10ºC计算）=270000大卡
冬天空气源热水机组能效值为2.48左右（气温0ºC），效率为最低为正常的60%，最大工作时间按14小时加热计算，机组需要制热能力：P=270000÷860÷14÷0.6=37KW，万定10匹机制热能力为：40KW>37KW，因此1个10匹机的能力是满足使用要求的。
（四）、实例说明二
1:甲方要求
该工程应用于某大楼的底下三层，主要满足职工平时使用热水，供热水的地方主要有：10个淋浴间，两个卫生间及食堂洗碗用水。预计服务职工200人左右。
2：工程概况
该大楼共有9层，供热水为底下三层，根据现场地环境观察，机器与水箱放在要放在顶楼，顶楼上已有自然水接入。楼层上已有钢架结构作为基础，这样水箱与机器底部仅需做一个简单的受力承重结构即可。同时，供热水需送至底下三层，楼层距离比较大，需要做管道水循环。该大楼已有管道井可以直通供水楼层，可以用来放管。
3：技术方案说明
根据甲方要求，现有首期约有200职工，7个淋浴室，2个卫生间，1个食堂，淋浴每人每次以60L热水计，设每名职工每星期洗澡2次，共计400人次。这样，每星期洗澡部总共用水量为24000L，平均每天24000L÷5=5800L，加上食堂及卫生间原则上每天6吨的用水量即可满足客户的要求。因为洗澡时间是定时的二个时段，下午12点到1点半，晚上5点到6点半，所以机组的集中用水时间在这两个时段，特别是晚上的时段，洗澡的人数应该是最多的。这样，水箱的容量可以定为5吨，加热机组以5吨的配置选用万宝的8P机，在晚上放水的一个半小时，机组还可以产生约800L的热水，完全能满足用的用水要求，下面是计算：
按恶劣冬天阴雨天气配置空气能热水机组，需要热量：
Q=CM∆T=1×5000×（55-10）（气温0ºC时水温10ºC计算）=225000大卡
冬天空气源热水机组能效值为2.48左右，最低效率约为正常时的60%，最大工作时间按14小时加热计算，机组需要制热能力：P=225000÷860÷14÷0.6=31KW，万宝一个8匹机制热能力为：31KW，因此1个8匹机的能力是可以满足使用要求的。但考虑到名义制热量刚好满足使用的要求，在机器运行了一定的时间后，机器的制热能力会有所下降的，因此应当加一个辅助的加热装置，一般工程经验中，一吨水的辅助加热功率为1.2KW，应此本工程选用6KW的电加热管作为辅助。
八、太阳能与空气源热泵结合工程
如今，随着能源价格的越来越贵，客户对节能的要求也越来越高，在实际工程中，有的客户会要求使用太阳能加空气源热泵结合的工程，要求有太阳时使用太阳能加热，没有太阳时启动热泵进行加热。这样的工程最大的好处就是节能，在热泵热水机组节能的基础上,晴天能够有效利用太的能量产生热水,使热水系统进一步降低能源的使用成本;比常规太阳能加辅助加热节能75%,比常规热泵热水系统节能45%;（根据不同地区）当然，这种系统的不足之处一是要受场地的限制，二是造价比较高。
如上图所示，这种系统的工程结构其实也并不复杂，太阳能加热系统和空气源热泵加系统相对是独立的，两者所共用的是同一个水箱。在这里，热泵其实是作为太阳能的一个辅助加热系统，当水箱温度低到某一个设定温度点时，热泵系统启动工作，当达到另一个温度点时，则关闭热泵系统。
家用型的太阳能+热泵系统，原理和上面是差不多的，市场上这样的系统多为在太阳能水箱里加铜盘管作为空气源热泵的加热盘管，热泵机则用氟循环主机，这样做的优点是由于加热盘管直接绕在水箱（静态加热），效率比较高，成本较低。其缺点也是很明显的：铜管长期浸泡在冷热水中，容易造成铜管的腐蚀，这样制冷剂则易在管壁某些薄弱点泄漏，进而污染用水。
万宝目前现在有两款这样的产品：通用家用型和分体组合型。太阳能就是普通的家用型太阳能，而热泵不是如上所述的氟循环机，而是采用水循环机，这样做成本上会比氟循环机高些（含一台水泵），但优点也是很明显：一 水箱不绕铜管，没有氟循环机上述的缺点；二 由于热泵与太阳能之间只需用水管相连，因此这种安装相关简便，而且这样的热泵主机可以匹配市场上任何一种牌子的任何一款太阳能，即使是已经安装在屋顶的太阳能，也可以方便地与这种热泵主机相连。
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