空气能热水器的安全性
从各类报道中,我们可以看到,使用燃气热水器时常发生设备燃爆、一氧化碳中事故。而电热水器则是会发生触电事故。然后我们再来看空气能。目前市面上的大部分空气能热水器,都采用水电分离设计。以纽恩泰空气能热水器为例,其在加热的过程中,水路与电路有效隔离,并且不像电热水器那样直接将电热管浸泡在水中,这就有效杜绝了触电事故的发生。而空气能热水器制热过程,并不消耗天然气、液化气,也就不会发生燃爆事故。从安全性来说,确实比传统的电热水器和燃气热水器更强。
空气能热水器其实是空调的另一个版本,空调是吸收室内的热量,再将热量排到室外。空气能则是吸收环境的热量,将热量排给水箱。
为什么空气能会节能。首先要提到一个参数,性能参数COP,COP=Q/W,Q是加热热水需要的热量,W是压缩机的做功。对于一个卡诺循环,COP=Th/(Th-Tc),其中Th是制冷剂的温度,Tc是制冷剂的蒸发温度。对于环境温度15℃,Tc=288K,如果需要将热水加热至50℃,制冷剂的温度需要在55℃左右,Th=328K,COP=8.2。这意味着我们投入1kJ的能量驱动压缩机,可以加热8kJ的水。这并不是说明能量不守恒,只是我们利用了压缩机将空气中温度较低、品质较差的能量转化为温度较高、品质较高的能量。
我们可以把热泵看做是一台电梯,热量可以坐这台电梯,从低楼层的低温空气运送到高楼层的高温水里面。如果低温热源的温度越低,那么电梯就需要从更低的楼层将热量运送上来,耗电就越高,COP也就越低。如果热水的温度越高,那么电梯就需要将热量运送到更高的楼层,耗电也越高,COP也会下降。因此,当低温空气与高温热水之间的温差越小,热泵的COP就越大。
空气能利用了热泵的原理,首先制冷剂(空调中的称法)吸收空气中的热量蒸发,经过压缩机,汽化后的制冷剂温度 上升,能量提高,之后,经过水箱,把热量传递给水,制冷剂自己冷却后冷凝,再经过膨胀阀通过小孔膨胀进一步降低温度,再次与空气热交换开始下一个循环。这个循环体系主要是通过制冷剂吸收空气中的热量再利用压缩机对制冷剂做功,对其进行加热,再将热量用于水的加热。
空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的,形象地说,就是“室外机”像打气筒一样压缩空气,使空气温度升高,然后通过一种-17℃就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内,再将热量释放传导到水中。简单来说是吸收空气中的热量来加热水温,被吸收热量的空气被运用到厨房,解决闷热问题。