熱泵的工作原理(請按Replay鍵欣賞)
熱泵是把環境中的熱空氣吸進來燒熱水,而把製熱過程所產生的冷空氣排出去。
冷媒原本是冷的,透過蒸發器吸收了空氣中大量的熱氣,變成高溫的冷媒,流過熱交換器,把熱量傳給冷水,冷水就被燒成熱水,高溫的冷媒把熱量傳給冷水後,又回復成低溫的冷媒,就這樣反覆循環的工作,把冷水加熱成熱水。
因此,天氣溫度越高、燒熱水速度越快、熱泵越省電。
熱泵的省電原理如上圖 :
輸入1KW的電能 + 空氣中吸收的3KW熱能 = 輸出4KW的熱能 ( 產出的熱水 )
所以雖然同樣要用電 ,但是"熱泵"的效率是傳統"電熱水器" 的 3 - 4 倍 ,也就是省電3 - 4 倍。
熱泵省電、省錢、節能環保的原理
一、熱泵的主機與冷氣的主機外形、原理都相似:
二、冷氣的工作原理:冷氣是利用冷媒的熱交換原理將屋內的熱空氣排到屋外,使屋內的溫度
下降。
莫利耳(Mollier)曲線:冷媒的冷、熱轉移、熱交換特性簡介
- 莫利耳曲線是由「空調之父」威利斯·開利研究出來的,是設計冷氣、空調的重要依據。
備註:焓(Enthalpy):物質所含有的總能量,以熱量單位(kcal/kg)表示時,稱之比焓。
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圖一 冷媒在冷氣管路中流動的路徑、溫度及壓力變化圖
圖二 冷氣製冷排熱的工作原理
三、熱泵的工作原理:熱泵是把環境中的熱空氣吸進來燒熱水,而把製熱過程所產生的冷空氣排出去。冷媒原本是冷的,透過蒸發器吸收了空氣中大量的熱氣,變成高溫的冷媒,再經過壓縮機的壓縮,變成高溫高壓的冷媒,再流過熱交換器,把熱量傳給冷水,冷水就被燒成熱水了,高溫高壓的冷媒把熱傳給冷水後,又回復成低溫低壓的冷媒,就這樣反覆循環的工作,把冷水加熱成熱水。因此,天氣溫度越高,燒熱水速度越快,熱泵越省電。
因為壓縮機的用電不多,只有1KW,,而每天燒熱水所需的時間只需1~2小時,所以很省電。另外,因為燒熱水的形式是間接加熱,所以不會結水垢,即使是地下水也可以在過濾後使用。
熱泵不像冷氣機那麼耗電,是因為熱泵的壓縮機耗電量比一般家庭用冷氣的壓縮機耗電量低很多,而且每天只工作1~2小時,而冷氣機在夏天幾乎都是吹一整天,所以冷氣的電費才會貴的嚇人。
圖三 熱泵製造熱水的過程與熱水系統安裝簡圖
四、熱泵與冷氣的差別:原理相同,用途相反,熱泵要製熱排冷,冷氣要製冷排熱。
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熱水的產生可以使用瓦斯、電熱,及熱泵等各種不同的能源,
各種能源產熱值不同,成本便不相同。
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電能熱水器消耗1KW(1度)電力只能產生860KCAL熱值(熱效率86%)。
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透過熱泵則消耗1KW(1度)電力可產生3000KCAL到5000KCAL的熱值(熱效率300%~500%),因為熱泵
不是使用電阻發熱來製造熱水,而是吸取環境中的熱空氣來產生熱水,天氣越熱、環境溫度越高則熱效率越高,所以熱泵是一種能量放大機。
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如果你需要3000Kcal熱值來製造熱水,你會選擇用4度電的電熱水器,還是1度電由熱泵產生熱值呢?
需求量少可能無所謂,如果熱水需求量大呢?當然是要選擇節能達75%的熱泵囉。
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熱泵製造熱水的時段建議選擇中午,因為中午的氣溫最高,製造熱水的效率也最好,更省電。
比較項目 |
熱泵 |
電熱水器 |
耗電量 | 1.5KW/hr | 5KW/hr |
耗電流量 | 5.3安培 | 24安培 |
製熱能力 |
4850仟卡/hr |
4300仟卡/hr |
500公升的水從15度燒到55度所需的時間 | 3.75小時 | 4.22小時 |
500公升的水從15度燒到55度所需的電量 | 5.6KW | 21.1KW |
500公升的水從15度燒到55度所需的電費 | 22.4元 | 84.4元 |
產品壽命 | 10到15年 | 5到6年 |
每月電費 | 200元左右 |
2000元以上 |
優點 |
省電、省錢、安全 |
初次購買的設備較便宜 |
六、關於熱泵的問題解釋:
問題1. 熱泵既然和冷氣一樣都是使用壓縮機,那麼冷氣的電費很貴,熱泵應該也省不到那裏吧?
答:熱泵的用途和冷氣不同,所以電費也不會一樣。例如壓縮機的消耗功率是1KW電力,1KW電力使用一小時就是一度電,一度電目前約3塊錢。冷氣平均每天吹8小時,一天就要用掉8度電,一天的電費是24塊,一個月就是720塊;熱泵的功能是製造熱水,以4個人的家庭使用300公升的熱水來說,一天大約需要運轉二小時,也就是一天要用掉2度電,一天的電費是6塊錢,一個月就是180塊錢。所以就算都是使用相同耗電量的壓縮機,但是用途不同,電費也不會一樣。
冷氣有可能一天不止吹8小時,而且房間越大、冷氣的噸數就會越大、消耗的電力也越大,電費也就越驚人;但熱泵製造熱水的時間是固定的,壓縮機的噸數也是固定的,所以每個月的電費也是固定的,只會變少(天氣熱的時候)不會變多。
問題2. 冬天寒流來的時候,天氣很冷,沒有熱空氣了,熱泵還怎麼吸熱空氣做熱水?是不是寒流來的時候熱泵就沒用了?
答:熱泵製熱是用冷媒,冷煤的蒸發溫度低於 零下20℃,與外界溫度存在著溫差,因此冷煤可吸收外界的熱能,在蒸發器內蒸發汽化,通過熱泵設備中壓縮機的工作提高冷媒的溫度,再通過冷凝器(熱泵中的熱交換器)使冷煤從汽化狀態轉換成液化狀態,在轉化過程中,釋放出大量的熱量,傳遞給水,使水溫升高,達到製造熱水的目的。
寒流來的時候,熱泵的品質就很重要,高品質的熱泵照樣做熱水,一般的熱泵大概就真的無能為力,要用輔助電熱器了。
「熱泵」的優點如下:
1.省錢:不僅設備費用比太陽能熱水器便宜,全年度的電費也比較省,相較傳統電熱水器及瓦斯熱水器,更能節省60~70%的燃料費,以淋浴而言,每人每次洗澡只要1.5元左右。
2.安全:主機內設置漏電安全裝置,且製熱過程不燃燒,不產生廢氣,不會有爆炸及瓦斯中毒的隱憂(危險)。
3.環保:吸取空氣中的熱能,不產生二氧化碳,有效降低溫室效應。
4.舒適:高效率製熱速度,搭配300公升高效能保溫儲熱桶,提供穩定的熱水,不僅淋浴時不會有忽冷忽熱的現象,就算是泡澡,也能輕鬆應對。
5.品質:主機採用低耗電、高功率的迴轉式壓縮機,儲熱桶內外均為不鏽鋼材質,所有設備均在台組裝。以大型商用機的嚴苛要求來製造家庭用主機。
一般常見熱泵的問題回答:
一、熱泵的安裝地點
答:建議安裝地點為陽台、屋頂或是通風良好的室內,最好是接近熱水管線位置,使用單相220V的電源,耗電量只有5.5安培,配電時僅需使用1.6mm的電線。
二、熱泵的使用壽命
答:家用型熱泵,採用低耗電、高功率的迴轉式壓縮機,全機在台組裝,儲熱桶內外均使用不鏽鋼材質,中間夾層為高效能PU保溫材質,整體使用壽命可達到10年以上。
三、製造熱水的速度
答:滿桶300L的冷水20℃(第一次使用)加熱到50℃,僅需時2小時,因本機製熱速度達5600kcal/hr,可供應連續5~6人淋浴使用,不會有熱水不足的現象。
四、熱泵可以提供多少人使用(適用對象)
答:家庭人數在6人以內,且使用淋浴的條件下,裝置家用型即可,若人數在10人以內,可串接2個儲熱桶,若使用人數更多,即可考慮使用商用型並配合大型儲水桶;此為較專業的設備配置問題,請來電由本公司專業人員為您服務。
五、熱泵需要複雜的操作嗎?
答:家用型熱泵在出廠時,已將溫度暫時設定在50℃(節能效益最高),且主機內設溫度感應控制,當出水水溫降至48℃時,即開始加熱,除非用戶想調高出水溫度,否則不須人為操作。
六、要如何保養?
答:家用型熱泵的保養與一般分離式冷氣主機保養方式相似,只要定期將蒸發器清洗乾淨即可。
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