空氣能熱泵水箱的換熱、選型、技術要點,你真的懂嗎?

隨著國家節能環保政策的推廣,空氣能熱泵熱水器以其快速制熱水、省電、方便等優點越來越受廣大民眾的歡迎,下面向大家介紹一下家用空氣能熱泵熱水器中的重要部件——“保溫水箱”。

空氣能熱泵水箱的換熱、選型、技術要點,你真的懂嗎?

一、熱泵熱水器水箱的分類及特點

1、按盤管方式分:

1.1、內盤管水箱,盤管在水箱(內膽)裡面,與水接觸:

盤管材料有:

銅管、不鏽鋼管、合金銅管

缺點:

結垢、腐蝕(氣蝕),盤管一旦被腐蝕可能整機報廢

優點:

換熱好,工藝簡單

1.2、外盤管水箱,盤管位於箱體(水箱)外面,不與水接觸:

盤管材料有:

圓光管、螺紋管、D型管、鋁製微通道

缺點 :

工藝複雜、裝置投入大

優點:

效能衰減小、整機報廢風險小

空氣能熱泵水箱的換熱、選型、技術要點,你真的懂嗎?

2、按水箱材料分:

2.1、不鏽鋼水箱:

環縫焊與直縫焊的三角區因重複耐高溫、盤管進出管接頭與水箱連線焊接後,材料變性易被腐蝕。當水質差(特別是地下水、自來水中含氯)易形成點蝕。

2.2、搪瓷水箱:

工藝複雜、生產投入大、產品質量大、接頭難處理、搬運困難;但是防腐效能好、壽命有保障,所以行業內向此類水箱發展的趨勢明顯。

二、衡量熱泵熱水器水箱質量好壞的關鍵因素

1、保溫層

熱泵熱水器水箱除了儲水之外,還有另一個重要作用——保溫,保溫效果的好壞受保溫層的厚度與覆蓋度的影響,保溫層越厚、覆蓋面越廣,保溫效果就越好。所以,在選購時,水箱最好的保溫層厚度是40~50mm,且有360°全方位保溫功能,當在水箱容量相同時,水箱的體積越大、越重,說明保溫層越厚,保溫效果當然越好。

2、水箱質量

水箱質量決定著水箱是否經久耐用的重要因素,搪瓷水箱是在專用加厚鋼板的表面進行搪瓷鍍釉,可以承受較大範圍的溫度變化,一般零下60℃到450℃的溫度變化均可承受,也可承受溫度突變。從物理特性上,抗壓、點絕緣,無汙染;從化學特性上,耐酸、耐鹼、耐高溫、耐水蒸氣,各種離子均難於滲透進入內層。如上文所述,搪瓷內膽在行業的發展趨勢明顯。

3、感溫包

感溫包控制著水箱的水溫。感溫包的作用是能感知溫度的變化,然後反饋給主機控制中心。感溫包的多少、靈敏性直接關係到熱水能否得到穩定提供,能否實現節能效果。目前,市場上大部分水箱使用兩個感溫包,但也有部分廠家開始研發三個或者更多感溫包的水箱。

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三、影響熱泵熱水器水箱的換熱因素

熱泵熱水器水箱的換熱分為五部分:製冷劑與盤管換熱、盤管導熱、盤管與水箱的換熱、水箱導熱、水箱與水的換熱。製冷劑、盤管、水箱與水相互之間的換熱效果直接影響著熱泵熱水器的使用。總的來說,影響水箱換熱的因素有以下方面:

1、水箱氧化,增加熱阻;

2、焊縫的大小;

3、導熱膏本身的導熱性、飽滿性;

4、水箱和盤管的材料;

5、盤管流路;

6、盤管的鬆緊;

7、感溫探頭的設定高度;

8、水箱高徑比;

9、壓縮腔的大小;

10、盤管的螺距;

11、管路連線及焊接

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四、熱泵熱水器水箱盤管

對熱水器水箱來說,盤管的直徑、壁厚、螺距、長度等均與換熱有關,所以盤管的材質和結構引數的選擇,對水箱的換熱效能有很大的影響。

1)銅盤管直徑:

常用的盤管規格有φ9。52×0。5、φ9。52×0。4、φ8×0。4、φ7×0。4、φ6。35×0。4,盤管直徑越大則流速越低,換熱係數降低,管徑過小,速度過大壓力損失大,降低了傳熱溫差,對於具體的產品要看規格大小確定管徑、流路數;當然R410A相對R22管徑小,因為相同壓力差溫度差值小,也就是說對壓力損失沒有R22敏感。盤管直徑大相對會導致內容積大,製冷劑充注量也大。

2)銅盤管管長:

對於一定的製冷劑流量,盤管越長則壓損越大,無形降低了冷凝溫差,因此長度到一定時,需多分流路。

3)銅盤管的流路

分佈 :

單、雙路分佈,上下兩路採用上長下短以及上疏下密(降低溫度梯度)。由於水箱上部與下部存在溫度差,所以換熱有所差異,相同情況下上通道冷出會比下通道高出幾度,為保持一致,按說上通道應長,增加面積彌補溫差的不足。

4)微通道盤管:

微通道管帶的寬度、孔數、孔徑和流程分佈等均對水箱換熱有重要的影響,實際設計時要根據測試的結果加以調整。

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五、熱泵熱水器水箱的主要引數

1、水箱厚度:

不鏽鋼水箱的材料厚度1。0~2。0mm,搪瓷水箱厚度1。8~2。5mm;

2、氧化層:

搪瓷水箱在搪瓷過程中因高溫而氧化,經常發現氧化出現多層現象;其中一層就是搪瓷層。搪瓷對防腐蝕有著其它防腐技術的優越,但是對傳熱則有著不利影響,因此一次搪瓷的合格與否直接導致換熱效能的好壞。

3、焊瘤:

焊瘤越高則對盤管影響越嚴重,一方面是導致盤管變形受損,另一方面造成盤管無法與水箱外表貼合,造成導熱膏耗量增加、換熱量降低;

4、水箱直徑:

一定的熱流密度下,內部流通截面及流通速度是一定的,當水箱直徑不同時,換熱充分與否有所差異。熱流密度小,內部熱流動截面小,速度低,影響換熱效率,但是熱流密度越大則換熱溫差越小,因此根據公式Q=KF△T,整體換熱效能是好還是差,有待換熱係數K與傳熱溫差△T的比較結果;

5、壓縮腔:

按新標準要求壓縮腔容積佔水箱容量的2%~10%,壓縮腔容積越大,則洩水可能性越小,蒸發的水量越大,消耗的熱量越大,無形地降低了制熱能力。同時壓縮腔的大小對水箱的壽命有一定影響,當壓縮腔容積能滿足加熱過程的膨脹要求時,可以減小水箱的壓力衝擊。

空氣能熱泵水箱的換熱、選型、技術要點,你真的懂嗎?

6、發泡層:

發泡層的厚度與密度直接影響到熱量損失;