浙江豪瓦特節(jié)能科技有限公司 ■ 韓廣田

定溫放水實(shí)際上是把加熱水箱和儲(chǔ)熱水箱分開(制水和用水分開)的加熱系統(tǒng)。加熱水箱可以是內(nèi)置盤管的靜止加熱方式，也可以是循環(huán)加熱方式。當(dāng)加熱水箱(小水箱)的水達(dá)到設(shè)定溫度就向儲(chǔ)熱水箱(大水箱)中放水；當(dāng)大水箱中滿水時(shí)，小水箱繼續(xù)加熱作補(bǔ)水儲(chǔ)備，即必須同時(shí)滿足：大水箱的容積滿足小水箱的容量和小水箱水達(dá)到設(shè)定溫度值兩個(gè)條件。這種加熱方式充分發(fā)揮了熱泵的優(yōu)勢，從自來水的初始水溫加熱到設(shè)定水溫平均能效最高。

空氣源熱泵是泳池加熱的首選。泳池水要求26℃，空氣源熱泵在標(biāo)準(zhǔn)工況下進(jìn)行恒溫，5℃左右溫差恒溫加熱能效可達(dá)到8。所以定溫放水加熱方式是空氣能熱水系統(tǒng)最節(jié)能、最可靠的加熱方式。這種方式系統(tǒng)比大循環(huán)復(fù)雜，控制要求和成本都較高，但高出的初投資和節(jié)能效果相比是最合理的。

浙江某地一家用熱水量8t的小賓館，有兩家不同品牌的熱水器經(jīng)銷商競爭，一家采用大循環(huán)方式用1.2匹主機(jī)配1t熱水，另一家采用定溫放水方式用2匹主機(jī)配1t熱水，大循環(huán)方式報(bào)價(jià)6萬元，定溫放水報(bào)價(jià)8萬元。最終大循環(huán)經(jīng)銷商以價(jià)格低而被選用，采用配兩臺(tái)5匹主機(jī)。該熱水系統(tǒng)夏季可滿足用水，而冬季24h運(yùn)行也無法保證用水。為保證用水，又增加了一個(gè)1t小水箱，改造成定溫放水系統(tǒng)，追加投資3.5萬元。改造后，熱水系統(tǒng)比大循環(huán)節(jié)能50%以上。本來8萬元就可以完成的事情，這個(gè)用戶卻不得不支付9.5萬元。

3 直接過水加熱方式(圖5)

直出水機(jī)是指在穩(wěn)定的自來水壓力和較高的環(huán)境工況下直出設(shè)定溫度熱水的空氣能熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種是采用電子控制電動(dòng)閥的開啟度，改變出水量，保證出水溫度；另一種是通過主機(jī)系統(tǒng)工作變化，采樣后傳送給比例閥控制開啟度，改變出水量，保證出水溫度。該系統(tǒng)對(duì)自來水的壓力、環(huán)境溫度敏感，氣溫變化對(duì)出水量影響很大，所以要按當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁貢r(shí)的產(chǎn)水量選擇機(jī)組，自來水壓力不穩(wěn)定的地區(qū)不宜選用。這類機(jī)型多適用于我國南方地區(qū)；北方有霜凍地區(qū)不宜選用。

圖5 直出水式系統(tǒng)安裝示意圖

4 靜態(tài)加熱式(圖6)

這種加熱方式類似于目前常見的家用型熱水器，其多數(shù)為開式非承壓水箱，這部分可用于定溫放水的加熱水箱(小水箱)，也可以直接對(duì)儲(chǔ)熱水箱(大水箱)進(jìn)行加熱。這種方式的出現(xiàn)是因?yàn)橛行┑貐^(qū)水質(zhì)較差或選用地下水，造成主機(jī)加熱部分換熱器堵塞，難以清洗。采用這種開式加熱方式方便清洗，甚至可更換加熱器，解決了水質(zhì)差、地下水區(qū)域的空氣能熱水器的應(yīng)用難題。

圖6 容積式加熱系統(tǒng)安裝示意圖

5 巧妙的系統(tǒng)管理更節(jié)能

對(duì)空氣能熱水器進(jìn)行系統(tǒng)管理，可以做到既節(jié)能又省錢。這是因?yàn)榭諝饽軣崴到y(tǒng)本身就是儲(chǔ)熱儲(chǔ)能的裝置。冬季溫差較大，盡量選擇氣溫最高的時(shí)段開機(jī)，盡量多做熱水；天氣變化反常時(shí)，選擇氣溫高的天氣多做熱水，盡量避開夜間氣溫較低的時(shí)段和陰冷的天氣；氣溫較高的夏秋季節(jié)充分利用谷電，因?yàn)檫@個(gè)季節(jié)晝夜溫差較小，利用谷電費(fèi)用最低，還可以避開高溫，防止壓縮機(jī)過熱保護(hù)，延長機(jī)組壽命。

實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，系統(tǒng)管理節(jié)能高效是可行的。如，一個(gè)用60℃熱水60t的賓館有兩個(gè)60t水箱，采用冬季夜晚不工作，夏季盡量利用谷電，年均熱水用電量7.6kWh/t。部分使用谷電和冬季進(jìn)入自來水溫較低的因素，可節(jié)省較多費(fèi)用。生產(chǎn)廠家可以根據(jù)用戶的需求做成標(biāo)準(zhǔn)化的管理系統(tǒng)，由用戶根據(jù)實(shí)際來設(shè)置。

四 空氣能熱泵與其他能源相結(jié)合的應(yīng)用

空氣能熱水器是一種通過少量電力資源采集空氣中的熱能來制作生活熱水的節(jié)能裝置。其對(duì)天氣有一定的依賴性，存在不穩(wěn)定性以及60℃以上水溫區(qū)能效較低的問題。關(guān)于空氣源熱泵熱水器產(chǎn)水溫度的爭論至今仍未停止，關(guān)鍵是因?yàn)槲覈目諝饽軣崴魇且?5℃為最高產(chǎn)水溫度，與生活用水標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的65±5℃存在矛盾。隨著技術(shù)的進(jìn)步，以后會(huì)逐漸貼近這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國的產(chǎn)品出口到國外后要加裝電加熱，將溫度提升到70℃定期殺菌。這樣的巧妙結(jié)合既解決了我國空氣能熱水器產(chǎn)水溫度低的不足，又達(dá)到了節(jié)能的目的。筆者認(rèn)為如果需要60℃以上的熱水不妨輔以電加熱，既滿足需求，又能保證系統(tǒng)正常工作，不致因超負(fù)荷而縮短空氣能熱水器的壽命。

對(duì)于原本就有燃?xì)鉄崴鞯挠脩?，只要安裝在開放位置或強(qiáng)排安全的條件下可與空氣能熱水器串聯(lián)使用，空氣能加熱40℃以下，燃?xì)饧訜?5℃以上，也是一種聯(lián)合使用的節(jié)能手段。

目前應(yīng)用最多的是太陽能熱水系統(tǒng)與空氣能熱水系統(tǒng)相結(jié)合的熱水系統(tǒng)。GB/T 23889-2009“家用空氣源熱泵輔助型太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)條件”已于2010年1月1日正式實(shí)施，而商用型標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26973-2011“空氣源熱泵輔助的太陽能熱水系統(tǒng)(儲(chǔ)水箱容積大于0.6m3)技術(shù)規(guī)范”已于2011年9月29日發(fā)布，將于2012年8月1日實(shí)施。在GB/T 26973-2011標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)充分利用太陽能，系統(tǒng)中太陽能的安裝面積、產(chǎn)水能力滿足總用水量設(shè)計(jì)要求的50%以上，屬于本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范范圍。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于條件限制而無法滿足太陽能優(yōu)先的情況下，熱泵配置必須在太陽能不能工作的條件下仍然保證供水要求。圖7為工程中最常見、控制最簡單可靠的雙定溫放水系統(tǒng)。

圖7 太陽能與熱泵相結(jié)合系統(tǒng)安裝示意圖

該系統(tǒng)的特點(diǎn)是發(fā)揮最佳工作效率，在同一設(shè)定溫度加熱后向儲(chǔ)水箱放水，當(dāng)儲(chǔ)水箱滿水時(shí)，熱泵停止工作，太陽能加熱水箱停止放水。由于只設(shè)定了定溫放水的溫度條件，缺少水位條件，太陽集熱器無法關(guān)閉，它將繼續(xù)向加熱水箱提供熱量使太陽能加熱水箱的水溫升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)開啟升溫循環(huán)閥門對(duì)大儲(chǔ)水箱進(jìn)行升溫循環(huán)。這樣既保證了用水要求，又使太陽能熱量不會(huì)被浪費(fèi)。該系統(tǒng)在陽光充足25℃左右時(shí)綜合能效可達(dá)到9以上，系統(tǒng)簡單，使用的元件少，容易控制，故障率低。需要注意的是，為了充分利用太陽能，太陽能的加熱水箱要小，放水頻率要快；空氣能熱泵加熱水箱要大，放水頻率要慢。此外，最好設(shè)置最佳溫度以充分利用太陽能。

五 如何降低噪音污染

樓面是主機(jī)噪音傳遞的主要途徑，主機(jī)最好不要落地安裝，而是安裝在高于樓面300mm支點(diǎn)在立柱的鋼架上。為解決樓面承重、防水施工、噪音延樓面?zhèn)鬟f等問題，主機(jī)的安放位置不能使用鋼板或木板，而是用木條分散噪聲、隔離噪音，隔斷主機(jī)與支架的噪音傳遞，減少共振。此外，采用低噪風(fēng)機(jī)也是一種積極有效的辦法。風(fēng)機(jī)導(dǎo)風(fēng)口最好是大圓角與平面過渡，高度盡量高，氣流順暢，也會(huì)減少因氣流交叉產(chǎn)生的噪音。

六 巧妙除霜

除霜問題是困擾整個(gè)行業(yè)的普遍問題。在結(jié)霜期，正常運(yùn)行的熱水器主機(jī)結(jié)霜屬正?，F(xiàn)象。各個(gè)廠家在除霜上都投入了大量精力進(jìn)行研發(fā)，其中最常見的是四通閥反向除霜、電熱除霜、熱氣流除霜等。智能除霜控制的研發(fā)也初見成效。選用變風(fēng)量風(fēng)機(jī)，也是減少冬季結(jié)霜的較好方法?？諝庠礋岜脽崴鬟x用軸流式風(fēng)機(jī)，特點(diǎn)是風(fēng)量大、壓頭高(吹得遠(yuǎn))、分散小，使用上主要是用于排風(fēng)。這種風(fēng)機(jī)的引風(fēng)能力(距離)遠(yuǎn)小于吹風(fēng)能力，所以主機(jī)中蒸發(fā)器的風(fēng)在上、中、下、左、右并不一樣，中間部分受風(fēng)最好(圖8)，也最不易結(jié)霜，結(jié)霜后的水順風(fēng)葉片間隙下流，聚集在下部，因此下部最易結(jié)霜。在受風(fēng)不同的情況下，蒸發(fā)器各部分的蒸發(fā)量不同，下部最差。蒸發(fā)器的分液器均分蒸發(fā)器，面積存在問題，應(yīng)改進(jìn)對(duì)應(yīng)的結(jié)霜問題，采用不等分配，或者下部兩條管作為過流管，可以部分推遲結(jié)霜，改變結(jié)霜情況。

圖8 氣流示意圖

多年來的經(jīng)驗(yàn)證明，最可靠有效的除霜應(yīng)當(dāng)是在工程系統(tǒng)中想辦法。前面講到的定溫放水加熱系統(tǒng)就是最有效的方法。根據(jù)各地結(jié)霜期的實(shí)際結(jié)霜情況，設(shè)計(jì)加熱水箱的容積或調(diào)整水量，就可做到微霜或無霜工程。結(jié)霜是有規(guī)律的，掌握了當(dāng)?shù)刂鳈C(jī)加熱多長時(shí)間會(huì)結(jié)霜的情況，就可以根據(jù)這個(gè)時(shí)間來設(shè)計(jì)水箱，使水箱中的水加熱到設(shè)定溫度，這時(shí)剛剛開始微霜。如果在天氣變化、結(jié)霜快時(shí)，可適當(dāng)調(diào)少加熱水量。停止放水，冷媒遷移過程就可以除去微霜。

七 干燥選用空氣能熱泵的優(yōu)勢與問題

根據(jù)不同的被干燥物和干燥結(jié)果，制定出合理的干燥工藝、選擇適用的干燥設(shè)備非常重要。若選擇不當(dāng)對(duì)干燥質(zhì)量影響很大，而且也不能達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。如脫水蔬菜，在方便面中很常見，易采用冷凍脫水干燥。

茶葉干燥采用空氣能非常理想，可以隔離異味，提高質(zhì)量。同時(shí)，茶葉要求的低溫干燥也最適合熱泵干燥。

空氣源熱泵用于煙草干燥，目前只是用于收購時(shí)的初烤。

煙花生產(chǎn)主要是火藥，而火藥成分中的碳、硝、硫干混不能達(dá)到均勻的目的。實(shí)際生產(chǎn)中需要加水?dāng)嚢韬蠼Y(jié)塊再粉碎，要把水去除才能使用，干燥過程必須遠(yuǎn)離火種，而且生產(chǎn)設(shè)備不能摩擦出火花，使用空氣能熱泵是最佳選擇。

對(duì)于干燥來講，溫度只是其中的一個(gè)條件，方式、方法、干燥氣氛其實(shí)更加重要。對(duì)同一干燥物，采用靜止輻射干燥、熱風(fēng)對(duì)流干燥、噴射氣流干燥，可以達(dá)到同樣的干燥質(zhì)量，但干燥溫度和速度卻大不相同，節(jié)能效果相差甚遠(yuǎn)?？諝饽軣岜貌⒉皇侨f能的，它有特定的工作條件。使用普通壓縮機(jī)和常規(guī)空調(diào)冷媒的空氣能熱泵不適宜產(chǎn)65℃以上的熱水，過高的冷凝溫度、過高的排氣溫度會(huì)造成壓縮機(jī)油裂變，喪失潤滑能力而損壞，而且能效較低。如果必須使用65℃以上的高溫干燥可采用分段的辦法，65℃以上的溫度段用電加熱升溫，做到既節(jié)能又安全，延長使用壽命，更具經(jīng)濟(jì)性。

認(rèn)真研究干燥，了解不同干燥物對(duì)于干燥氣氛的要求，創(chuàng)造合理的干燥氣氛，盡量選用低溫干燥。有時(shí)候高溫不一定要加熱出來，可以用壓縮的方法得到。為了讓空氣能熱泵壽命更長，應(yīng)慎重使用高溫。

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，目前采用熱泵做干燥設(shè)備成功的案例并不是熱泵的功勞，而是把自然干燥變成了強(qiáng)制干燥，把輻射干燥變成了熱風(fēng)干燥的結(jié)果。其實(shí)不難發(fā)現(xiàn)，采用其他熱源也可以達(dá)到同樣的效果，而且成本會(huì)更低。沒有任何理論基礎(chǔ)，盲目使用空氣能熱泵進(jìn)行高溫干燥，值得認(rèn)真研究探討。