标题：空气源热泵
简介
由生活常识中我们可以知道，热水可以自己慢慢向空气中放热，冷却成冷水，这表明热量可以从温度高的物体传递到温度低的物体——空气。那么可不可以将这个过程反过来进行，将温度较低的空气中的能量向冷  空气源热泵机组水中转移呢？由热力学第二定律可知：热量是不会自动从低温物体传到高温物体的。这就是说，热量能自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。但这并不是说热量就不能从低温物体传向高温物体。大家都知道，热量总是从高温向低温传递，像水一样从高处流向低处。能把水从低处提升到高处的设备叫水泵。同理使热量从低温提升成高温的设备叫“热泵”。而热泵则是消耗一定的机械能，将空气中低温热能“泵送”到高温位来供应热量需求的设备叫“空气源热泵”。
对比
燃气热水器：
1、出水温度和水压受气候条件影响大，不稳定、不易调节水温。
2、燃烧能耗高并伴随排放大量有毒废气，使用年限低。
电热水器：
1、主要是能耗超高，容易漏电伤人，储水量不足。
2、水温过高内胆结垢严重使用寿命短。
太阳能热水器：
1、理论上最为节能，但现实环境中经常会因为下雨、阴天及北方冬季等需要外加电辅助，相当一个电热水器，安全隐患大。
2、由于一般太阳能热水器为开放式系统，热水的水压完全由高差决定，舒适性差。
3、一般太阳能所使用的真空管极易破碎且维修麻烦，使用年限较低。
工作流程
压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气排进厨房。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环。[1]​
空气源热泵
  空气源热泵其工作原理是（通过冷媒/制冷剂）将空气中的热量吸收，释放到水中，循环将水加热，同时把失去大量能量的低温空气释放到厨房或其它需要制冷的地方，用于厨房或其它制冷需要。空气在失去能量降低温度的同时，大量的水蒸气被冷凝，因而释放的冷气湿度大大降低，相当于具有除湿效果。因此可以集节能中央热水、厨房（卫生间）制冷、局部除湿功能于一体，大大提高性价比。　空气源热泵的工作温度是零下10至40摄氏度。使用这一技术，能有效节约能源，其运行成本只有电热水器的1/4，如按照现有的电价和油价，烧热同样多的热水，它的运行成本只有燃油锅炉的1/2。
系统优势
1、高效节能：集热效率高，运行成本低。(同比用电量是电热水器五分之一)
2、绿色环保：高新科技的结晶，代表未来发展方向。 
3、安全节约：无后顾之忧，初装费低，一元钱当五元钱花。 
4、四季制热：阴雨天或寒冷冬季，均能全天候合成高温热源。 [2]​
工作原理
一台完整的空气能热泵包含2个主要部分： 
制造冷气部分和加热热水部分。但其实这两个部分又是紧密的联系在一起的，密不可分，必须同时工作。即在加热热水的同时，给厨房制冷。或者说在给厨房制冷的同时也在加热热水。 
其内部结构主要由四个核心部件：压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器组成。 
其工作流程是这样的：压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气排进厨房。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环。 
由以上的工作原理可以看出，空气能热泵的工作原理与空调原理有一定相似，应用了逆卡诺原理，通过吸收空气中大量的低温热能，经过压缩机的压缩变为高温热能，传递给水箱中，把水加热起来。整个过程是一种能量转移个过程（从空气中用转移到水中），不是能量转换的过程，没有通过电加热元件加热热水，或者燃烧可燃气体加热热水。
总之不管是任何空调，都遵循能量守恒原理：能量（冷热）交换的过程，制冷是把室内的热量交换到外面如果是风冷机就把热量交换到大气中，大部分空调就是这样工作的一定程度上导致局部气温上升，而这里指的空气能热泵把释放的能量送到水箱里交换热量。制热就反过来。冷媒的循环：气态-->液态--->气态，气态在压缩机压力下变成液态过程要产生热量，热量排出后液态冷媒变冷了流到室内交换管道与室内空气交换变成冷气，此时变成了气态冷媒。
六大特点
安全由于它不是采用电热元件直接加热，故相对电热水器而言，杜绝了漏电的安全隐患；相对燃气热水器来讲，没有燃气泄露，或一氧化碳中毒之类的安全隐患，因而具有更卓越的安全性能。 
舒适
空气能热泵是蓄热式的，加热功能根据水箱内的温度自动启动，保证热水24小时充足供应，因此不会出现像燃气热水器那样无法同时满足多个水龙头用热水的问题，也不会出现电热水器容量小，多人洗澡需要等待的问题。即开即用热水，出水量大，出水温度稳定，满足你所有对热水的期望。省钱由于其耗电量只有等量电热水器的四分之一，即相当于使用同样多的热水，使用空气能热泵，电费只需电加热的四分之一。以一个4口之家来计算，正常热水使用量在200L/天左右，用电热水器加热，电费大约需要4元/天，而空气能热泵则只需要约1元/天，一年可以节约1000元左右的电费。厨房制冷这个是最大的优势，普通热水器（如电加热，燃气热水器，太阳能热水器等）根本不可能有制冷的功能。如果厨房要额外增加制冷功能，需要买一台厨房空调。由于厨房有油烟，是个特殊的环境，所以厨房空调跟普通空调是不一样的，价格也要贵很多。（一般价格在4000元以上）绿色环保燃气热水器通过燃烧可燃气体加热热水，同时排放大量的二氧化碳，二氧化硫等有害废气。空气能热泵只是将周围空气中的热量转移到水中，完全做到零排放，对环境几乎不产生影响，是真正的环保热水器。低碳时尚进入2006，能源问题再次成为社会大众关注的热点。专家指出，努力发展太阳能、核能、水电等新兴替代能源，建立能源的多元化格局，是保证我国经济安全的一项重要措施。而空气源热泵采用的技术是全世界备受关注的新节能技术，也是世界上继燃煤、燃油锅炉，电热水器、燃气热水器、太阳能热水器之后节能、安全、环保的热水方式之一。在美国、澳大利亚、瑞典等发达国家已经普及应用，20世纪90年代传入我国，发展势头看好。在节能减排已经成为时代潮流的今天，节约能源，减少碳排放是最时尚的生活方式。前面已经提到，空气能热泵采用的是逆卡诺原理，将空气中的能量转移到水中，不是直接用电热元件加热，因此其能效可达到电热水器的4倍，即加热等量的热水，耗电量相当于电热水器的四分之一，大大节约了电力的消耗。中国的电力70%是通过火电厂烧煤产生的，节约电力意味着减少碳的排放。
运用领域
空气源热泵热水器在泳池中的运用
1.1 游泳池的热损失(别墅泳池设计里尤其注重)。
游泳池有室外露天游泳池（场）以及室内温水游泳池（馆）两大类。从游泳池的使用性质分，有比赛池，训练池，跳水池，儿童戏水池等；从经营性质分，有公用游泳池，商业宾馆内游泳池，也有私人别墅住宅内的游泳池等。但无论何种游泳池，都有一个要求维持池水温度恒定的要求，池水的温度因使用性质不同而异。游泳池的热损失有下列几个方面：（尤其是在别墅泳池设备的传导中）
1）游泳池池水因水面蒸发，水面传导，池底和池壁传导而不断损失热量。
2）因人们在游泳池内游泳，会损失一部分池水，必须不断补充，而补充水需加热，需要补充一部分热量；
3）此外，整个游泳池的设备和管道也在不断向周围环境排放热量。
以上这一些损失的热量，都需要不断补充，才能维持池水有一定的温度。这些热损失再加上游泳场馆淋浴等用热的负荷可以称之为经常性用热负荷。
另外，恒温池水也有一次性全部更换新的要求。为了清洗，消毒的要求，在一定时段内，要求将池水全部放空，重新输入温水。如果补充的水是冷水（水温在5-15℃），那末，加热整池水需要的用热量就是一次性冲击负荷。
1.2 游泳池池水温度（恒温泳池设备）
一般室内游泳池池水温度为24－29℃，室外的为22－30℃。如室内游泳馆有完善的空调采暖设施，可以取为25℃；如果气温低，可以取为27℃。热损失与池水温度高低有关，也与周围环境（例如空气）温度有关。一般室内环境温度比池水温度高1-2℃。国外资料表明：室内游泳池最佳环境参数为：
空气温度 26-30℃
池水温度 25-28℃
地面温度 30-32℃
风 速 0.05-0.1m/s
相对湿度 50-60%
1.3 室内游泳馆相对湿度（恒温泳池设备）
维持室内游泳馆内一定的相对湿度十分必要。当室外温度为-10℃，室内空气相对湿度为50-60%，设双层窗的传热系数为2.9W/m2时，玻璃窗户上仍会潮湿、结露；即使室外气温为-1℃，室内为28℃ 时，也会结露。因而游泳池场馆必须除湿。
1.4 游泳池的用热负荷计算
前者提到，对于游泳池用热的经常性负荷，有：
a.水面蒸发散热；
b.水面传导散热；
c.池底，池壁传导散热；
d.设备及管道散热；
e.补水加热量；
f.游泳场馆淋浴等用热；
由于蒸发散热，传导散热等计算十分复杂，而且必须有游泳池结构的详细尺寸，气象，土壤等资料，为了估算的方便，对于a,b,c,d四项，可以合并为一项，即：按游泳池水面面积m2计的平均热散失量。可以见表1
表1 
环境温度℃ 5 10 15 20 25 26 27 28 29 30
露天 KJ/h 4522 4187 3852 3433 2931 2847 2721 2596 2470 2302
游泳池 w 1256 1163 1070 953 814 791 756 721 686 639
室内 KJ/h 2345 2177 2010 1842 1507 1465 1382 1340 1256 1172
游泳池 w 651 605 558 512 419 407 384 372 349 325
表中数值按下列条件计算：水温27℃，空气相对湿度50%，风速：室内 0.5m/s;室外 2 m/s
国外资料介绍，对于露天游泳池的热损失，也可以按下列数据估算；在水温为23℃，平均气温10－12℃时，
对流热损失 70―95W/㎡
辐射热损失 60－80 W/㎡（夜间）
辐射得热量 ≤180 W/㎡〔白天〕
蒸发热损失 350－700 W/㎡
补充水时的补热量 400－600 W/㎡
对于补水热损失，可以按补水量及补水温差进行计算而得。游泳池每天补水量占游泳池容积的百分数可见表2。
表2 
游泳池类别 比赛池 训练池 跳水池 室内公共池 露天公共池 儿童池 幼儿池 水球池 游泳跳水合一池
补充水量（%） 3－5 3－5 3－5 5－10 10－15 10－15 15 5 5
方案设计中建议：露天池取10%=B1；室内池取5%=B2。因补水需补热的小时功率可按下式计算
P=[(V×B×1000/24)×(t2-t1)/860] kW， （1－1）
式中：P－补水的补热功率，kW；
V－游泳池容积，m3；
B－补水量的百分数，%；
t1－补水初温，℃；
t2－池水温度，℃。
至于游泳馆所用的淋浴、洗涤等生活热水用量的计算及制热所需负荷，可按常规计算。
对于一次性冲击负荷，则按照换水量以及水温升来计算其总用热功率和小时用热功率（机器所需的制热功率）。总用热功率QZh
QZh=1.15×V×（t2－t1）×1000/860 kW， （1－2）
小时热功率Ph=QZh/T kW， （1－3）
式中：V－ 游泳池的总容积，m3；
t2－ 池水所需温度，℃；
t1－ 冷水温度，℃；
T－ 换水周期，h；
1.15－考虑在换水周期内的热损失附加值。
一般初次充水或换水的周期T为24－48h计。也就是说，要求在24－48h内完成整池的换水。至于间隔多长时间换一次水，应根据用户对于游泳池的使用要求和经营情况而定。由于池水是在不断循环过滤和消毒的，间隔时间相对比较长，可以是一个月，半年、甚至一年，对于桑拿浴性质的水池，有可能是一天换一次水。对于有几个游泳池的场馆，在计算负荷时，可以将换水时间错开。在选择主机时，可按一个最大容积的水池的一次性负荷来计算，也可以用换水周期的时间长短来调整。各种不同的游泳池的循环次数和周期可见表3。
表3 
类别 循环次数
n（次/日） 循环周期
T（小时） 类别 循环次数
n（次/日） 循环周期
T（小时）
比赛、训练池 4－2.4 6－10 公用池 4－3 6－8
跳水、私人池 3－2 8－12 儿童池 6－4 4－6
跳水、游泳合一池 3－2.4 8－10 幼儿池 24－12 1－2。[3]​
泳池恒温设备是采用电热泵恒温系统，从周围环境空气中吸取热量，通过电能驱动，利用压缩机做功和虚幻系统不断从空气中吸收热量并释放到水中，从而实现泳池水由低温到指定的热水温度并保持恒温的目的。
由于室内恒温泳池产生大量的水气并带有一定的腐蚀性，对泳池内的金属及建筑物会有一定成都的损坏，人身处其中会感到不适，且会危害人体健康,因此需要进行空气的除湿并保持相对的湿度。此外，设备还可以在不需要恒温加热的季节向室内提供空调制冷,实现恒温、除湿、制冷三种功能于一身：统称为三集一体热泵系统或恒温恒湿泳池设备[4]。
  泳池热泵恒温系统示意图[4]
型号规格
根据使用需求，空气能热泵通常按容量大小分类，常见型号有： 
容量
输入功率
使用需求
100L
600W
2人或以下使用
150L
600W
3-4人使用
200L
600W
4-5人使用
250L
850W
5-6人使用
300L或以上
850W或1300W
7人以上，或用浴缸浸浴

使用说明
安装：空气能热泵通常安装在厨房阳台，出风口通过风管与厨房链接，使得吹出的冷风能直接进入厨房，达到制冷的效果。安装时只需将冷热水口与房屋预留的冷热水链接，通上即可使用，安装非常简便。操作：空气能热泵多采用微电脑智能控制器，内有时间设定，定时开关机功能，水温设定，通风设定，过热保护等多种智能控制功能。不过大部分功能已由厂家在出厂时就设定好了，直接使用默认值就行了，基本上只需要设定你需要的温度（通常设定在45-50度）就可以使用了。
选购方法
选购：根据使用人员的数量，选合适的容量： 
容量
使用需求
100L,
2人或以下使用
150L,
3-4人使用
200L
4-5人使用
250L
5-6人使用
300L或以上
7人以上，或用浴缸浸浴
1、看品牌。很多企业存在“跟风”行为，看到哪个产品赚钱就去做哪个产品，因为没有一定的技术基础作支撑，生产出来的产品技术含量低，产品质量也没保障，如空气能热泵这种新型产品。所以，在选购空气能热泵时，最好是选更专业、品牌更大的产品。品牌企业都有完整的研发、设计和生产能力，进入到空气能热泵行业也较早，拥有雄厚的技术积累和丰富的经验，更拥有多项专利；拥有自己的主机、水箱生产线。
2、看品质。产品需要有国家的相关认证，如3C认证，国家工业生产许可证，信用证书，资质等，还要达到业内制定的产品合格标准要求，有详细的规格说明和使用说明书，市场中有好的口碑等，可作为品质的参考要素。
3、看售后。空气能热泵属于“三分产品，七分安装”的行业，无论产品质量多过关，如果安装不当，也会导致故障频频。这时候，售后保障就很重要了。所以，要找售后服务有保障的产品。
4、看性能。空气能热泵在15~20℃工况下，COP值一般在3.5-4.5左右，还要看智能分控制功能，水箱的清洗功能等。
5、权威认证。企业的技术得到行业的认可，拥有政府认定的工程技术研发中心，承担或参加过国家级的科研项目，并对行业的发展做出技术性贡献。保养：空气能热泵通常使用寿命都在10年以上，不含易耗的加热元件，一般无需更换元件，正常使用下无需刻意保养。 
安装的时候注意做好相关防护，避免大雨浇淋和强阳光照射即可。
常见问答
1、空气源热泵热水器是一种什么装置？
该装置是一种全新型生产热水的设备，它从空气中吸取热量将水加热至最高55℃。它作为中央热水设备广泛应用于宾馆、酒店、桑拿中心、医院、工厂和住宅小区等集体型用热水、供热单位和别墅、家庭、美容美发店等小型用热水、供热单位。
2、空气温度那么低它怎么能够把水加热到55℃？
通常我们认为热量总是从高温热源流向低温热源，而空气的温度仅在45℃以下，特别是寒冷的冬季如果要用空气直接加热水是不可能的。但是空气热泵热水器内设有压缩机，通过电能的输入，压缩机组做功，可以实现吸取空气中的低温热量并转化为高温热量的过程，并运用高温热量加热水至55-60℃。
3、空气源热泵热水器的工作原理是什么？
空气源热泵热水器由热泵——换热器——节流器——吸热器——热泵等装置构成了一个循环系统。热媒（也可称冷媒）在热泵的作用下在系统内循环流动。它在热泵内完成气态的升压升温过程（温度高达100℃），它进入换热器后释放出高温热量加热水，同时自己被冷却并转化为流液态，当它运行到吸热器后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20℃——30℃，这时吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给热媒。热媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水过程。
4、空气源热泵热水器需要用电，运行费用会不会很高？
空气源热泵热水器不同于电热水器，电热水器是用电发热管直接将电能转换为热能加热冷水，电热转换效率为95℅左右。但空气热泵热水器所消耗的电能是带动热泵工作，仅起到促使热媒循环运动的作用，由于大量空气中的热量进入体系，使热水得到的能量远远大于热泵消耗的电能，这两个能量之比可达到4倍以上，即电热转换率高达到400℅以上。也就是说：空气热泵热水器系统加热水的主要能源是来自周围的空气，使用相当于电热水器所耗的1/4或1/5的电能就可以得到足够的热水，运行费用显然远远低于电热水器或电锅炉。
5.空气源热泵冬季结霜如何祛除？
空气源热泵结霜这个是其的弊端之一，因此在冬季往往容易造成外部设备的结霜，在冬季不好清理。保养方法是使用棉布或者是保暖的东西将外部的设施包裹着，防止结霜解冻。  
6.非正常结霜
原因一、室外环境温度大于0℃，开机不久，整个换热器上散热片表面凝露水就会凝结成薄霜，很快霜越结越厚。室内机制热效果差，且呈现化霜频繁现象。该故障一般是室外换热器上散热片表面脏堵、室外风机系统故障或室外换热器进、出风口有阻挡物造成。
原因二、室外环境温度大于0℃，开机不久，室外侧换热器底部(毛细管出口处换热器进口处开始)结霜很厚，换热器大部分未有凝露水，随时间推延结霜，由下至上结霜在延伸；室内风机始终处于防冷风低速运行；系统频繁化霜。
原因三、室外环境温度大于0℃，开机不久，室外侧换热器上半部(换热器出口处和回气管)结霜很厚，并且在换热器上随时间推延由上至下（有换热器出口向换热器进口方向）结霜在延伸；且制热效果差；空调器频繁化霜。该故障一般是系统制冷剂过多，常出现在维修加制冷剂后。
故障代码
热泵故障代码
输入端口
主板提示灯
热泵故障描写
故障处理方法
E0
-------
连续闪烁
通讯故障
关闭所有输出
E1
CN4
间隔三秒闪烁
回水温度传感器报警
关闭所有输出
E2
CN5
间隔三秒闪烁
化霜温度传感器报警
关闭所有输出
E3
CN6
间隔三秒闪烁
环境温度传感器报警
关闭所有输出
E4
HP
间隔三秒闪烁
高压保护报警
关闭所有输出，检查水路
E5
LP
间隔三秒闪烁
低压保护报警
-------
E6
SHUI
间隔三秒闪烁
水流不足保护报警
关闭所有输出，检查水路[5]​