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宝诚新能源集团雄厚专业生产空气能热水设备，公司实力雄厚、强大研发创新能力，被誉为空气能热水器行业标杆企业。空气源热泵是以空气作为高温(低温)热源来进行供热(供冷)的装置。相对于其它热泵类型而言,我国对空气源热泵的研究起步较早,研究内容也较多。以环境空气作为低品位热源,可以取之不尽,用之不竭。空气源热泵则安装灵活、使用方便、初投资相对较低,且比较适用于分户安装,目前我国室内空调器大都采用的是这种形式。
家用空气能热水器行业的创新设计
2010创业中国年度十大低碳人物、深圳斯诺克兹董事长吕佳介绍说：此次推出的“空调热水器”一体机是深圳斯诺克兹中、新两国设计师基于对市场的了解后共同智慧的结晶，“空调热水器”携八大亮点，除在外观上与传统的圆桶机、方形机完全有别外，整机各系统功能均得到全新升级完善。
高品位：源自新加坡原创设计理念，极具人性化的一体式双门方形柜式设计和壁挂式风格，简约大方，放于家里，凸显拥有者别具一格的生活品位。方形机简洁的垂直线条与温婉的小圆弧形结合，低调中尽显大气的时尚感。豪华型烤漆外观，色泽典雅、表面光亮，极易清洁，多种颜色可任意搭配家居格调。
健康安全：现代人压力大，很难兼顾事业和家庭，家人的安全成了考虑的首要问题。“空调热水器从空气中吸取热量生产热水，整机水电完全隔离、无需燃气，确保人身安全无忧。出水温度高达75℃，能杀灭水中绝大部分细菌、分解大量有毒有害有机化合物，畅享健康无菌高品质洗浴。
方便舒适：安装简单，接好电源及进出水管即可使用；不受天气、环境限制，安装于阳台、卫生间、屋顶、厨房外墙等任意场所，并可实现多头供水，让人体验全新舒适的低碳家居生活。切换按钮、水温控制按钮位于主机侧面，隐藏式设计让主人设置的参数他人无法随意更改。
超靜音设计：采用涡旋离心式风机及屏蔽水泵，运行稳定无噪音及震动，让你“静”情享受低碳家居生活。
多用途：斯诺克兹“空调热水器”在正常生产热水的情况下，夏天天热时还可以利用制热水时产生的免费冷气，通过管道引入室内，降低室内温度，为您提供低碳、节能、奢华的家居生活享受。
出水率更高：双胆或多胆并列装置，多重加热，冷热水分层明显，出水量大，180L容量的“空调热水器”有效出热水率可达95%，出水量相当于圆桶机300L水量，工作劳累之余，随时带给您“冲浪式”的沐浴享受。
超高能效比：运用全球顶尖换热技术，双胆或多胆组成的保温水箱内有多个换热器与水换热，换热面为三维扰流结构，多重换热、逆流强化换热，换热更彻底，制热效率更高。
超长使用寿命：换热器采用钛镍合金，具有超强抗结垢、抗腐蚀、抗冲击耐高压的性能，有效克服了传统空气能热水器采用铜和不锈钢容易产生电解腐蚀的弱点，使用寿命是普通换热器的3倍以上。
斯诺克兹空气源热泵的研究现状
我国空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣,生产研制已经比较成型产品规格齐全,品牌繁多。近年来深圳斯诺克兹关于空气源热泵的技术进展：
空气源热泵结霜、化霜问题的研究。由于空气源热泵冬季采用空气作为热源，所以随着室外温度的降低,其蒸发温度也随之降低，蒸发器表面温度随之下降,甚至低于0℃。此时,当室外空气在流经蒸发器被冷却时,其所含的水分就会析出并依附于蒸发器表面形成霜层。结霜对热泵是极其不利的。随着霜层的形成,蒸发器传热热阻增加,蒸发温度下降,机组的性能下降,工况恶化,制热量也将下降,这将严重影响压缩机以及热泵整体的性能,同时,除霜带来的额外费用还将降低空气源热泵的经济性,这也就是为什么空气源热泵在寒冷、潮湿地区的应用受到限制的原因。
所以说,结霜机理、化霜方法一直是空气源热泵研究与应用中要解决的重点与难点。目前,有不少关于空气源热泵机组冬季运行状况的研究,主要分析供热时不同工况下空气盘管表面湿空气结霜、结露及干冷却特性,并结合结霜过程进行试验和模拟,分析了迎面风速、环境温湿度、翅片间距、管排数等参数对结霜性能的影响及其所可能产生的一系列后果。传统的除霜控制方法主要包括:定时除霜法,时间—温度(压力)法,空气压差控制除霜法,霜层传感器控制除霜法,声音震荡器控制除霜法,最大平均供热量控制除霜法,最佳除霜时间控制法等。
计算机技术的发展将模糊控制技术引入空气源热泵除霜问题的研究作为一项先进可行的新技术,逐渐引起了人们的注意。这主要是因为空气源热泵结霜问题的影响是多因素,非线性的,而模糊控制技术的优势就是处理多维、非线性、时变问题。这样一来,将模糊控制技术引入空气源热泵的除霜控制,通过对除霜过程的系统响应分析，可以使除霜控制能够自动适应机组工作环境的变化,达到智能除霜的控制要求。此外,还有考虑环境工况变化的双温度传感器智能化除霜控制方法等。尽管空气源热泵具有很多优点,但受室外环境的限制也比较大,这也是空气源热泵目前仅在我国黄河以南地区得到了广泛应用的主要原因。而在黄河以北地区,应用空气源热泵则根据所处地区不同有其特殊要求。
目前,关于西安、胶东以及寒冷地区空气源热泵的实际应用情况已有研究,并就所遇到的如压缩比过大等具体问题提出了一些相应的改进措施,可在相应地区的实际应用中作为参考。此外,为了对空气源热泵结霜除霜所带来的损失进行量化的分析,有研究提出了不同地区、不同使用情况下的平均结霜除霜损失系数的概念,平均结霜除霜损失系数越大的地区应用空气源热泵越不经济。
空气源热泵节能问题的研究。火用是对系统能的质与量的综合评价。对系统进行火用分析可以揭示出系统中火用损失的部位、类型和数量,以便设法减少这些损失。通过火用计算分析可知,压缩功只有20%被利用,而有80%被损失,其中,压缩机火用损失占30.7%,冷凝器占20.14%,蒸发器占17.15%,毛细管占10%。由此我们可以看出,空气源热泵系统节能的主要部件是压缩机,提高压缩机本身的技术指标,是提高整个系统火用效率的关键,而冷凝器和蒸发器火用优化措施主要是设法降低传热温差。当然,系统的节能改进与经济性是相互制约的,仅从能效进行分析有一定的局限性。从这个角度出发,有关研究人员提出供热最佳经济平衡点的概念,以期在此最佳经济平衡点温度条件下,整个供热系统(热泵+辅助热源)的初投资与运行费最少,从而合理实现热泵节能优化。此外,通过空气源热泵机组与水冷冷水+锅炉机组、溴化锂吸收式机组(+锅炉)这3种方案的经济性比较可以得出,空气源热泵相对于其它两种形式而言,经济性上具有显著的优越性。
计算机模拟在空气源热泵系统中的应用。关于计算机模拟在暖通空调中具有代表性的应用主要有以下几个方面:
①对压缩机的计算模拟
采用神经网络法对空气源热泵中螺杆式压缩机的冬季运行特性进行模拟,并结合误差反向传播算法(BP算法)进行调整,结果表明,采用该方法对压缩机进行建模模拟可以达到较高的精度要求。模拟结果与实验结果吻合较好。
②对蒸发器的计算模拟
通过对空气源热泵的蒸发器结霜问题进行动态模拟计算,可以详细分析蒸发器结霜和制冷剂充灌量对系统性能所产生的影响。另外,对于采用ε-NTU法(效率—传热单元数法)对空气源热泵蒸发器肋片管在干工况、湿工况及结霜工况下的传热传质计算方法也有相关探讨。
③系统仿真研究
通过建立房间空调器热泵运行时的瞬态仿真的数学模型,可以得出房间空调器热泵运行时的制冷系统参数及房间温度变化的曲线,这对实现空气源热泵系统的自控有很大的意义。
④系统能耗分析软件
关于空气源热泵全年能耗分析应用软件的开发应用在相关文献中有所介绍,该软件在求解热泵供冷全年能耗时,综合考虑了空调冷负荷、室外干球温度、热泵出水温度这3个因素,在求热泵供热能耗时,还将室外空气相对湿度这个重要参数考虑进去,这就使得热泵供热能耗计算更为准确,也为空气源热泵的应用提供了一个很好的分析方法。
空气源热泵有待解决的问题及改进方向。夏季,随着室外空气温度的升高,制冷负荷增大,但热泵系统冷凝温度升高,热泵温差增加,机组整体效率降低；冬季,随着空气温度的降低，供热负荷增大,而蒸发温度随之降低,热泵温差增大，导致机组整体效率降低。同时,随着室外条件的恶劣,热泵的工作性能急剧下降,又反过来加剧了室外环境的恶劣程度。进一步研究应考虑采取相应措施来合理改善机组的性能。
空气源热泵另一个突出的问题就是蒸发器冬季结霜问题。这不但导致系统供热性能的急剧下降,还将对压缩机等重要部件产生不良影响(如冰堵),严重时将损坏压缩机,使系统不能正常运转,同时,结霜还将使机组运行费用增加。另外,如何对机组本身进行优化设计,减少结霜,如何采用更好的除霜方式来提高空气源热泵的运行效率,节约机组的费用,这些都仍值得探讨。
由于室外空气一年四季甚至一天当中的温度波动较大,这就对实现整个空气源热泵系统的自动控制提出了很大的挑战,关于这一方面的研究尚不多见,还有待于逐渐探索和完善。
家用空气能热水器行业的创新设计
2010创业中国年度十大低碳人物、深圳斯诺克兹董事长吕佳介绍说：此次推出的“空调热水器”一体机是深圳斯诺克兹中、新两国设计师基于对市场的了解后共同智慧的结晶，“空调热水器”携八大亮点，除在外观上与传统的圆桶机、方形机完全有别外，整机各系统功能均得到全新升级完善。
高品位：源自新加坡原创设计理念，极具人性化的一体式双门方形柜式设计和壁挂式风格，简约大方，放于家里，凸显拥有者别具一格的生活品位。方形机简洁的垂直线条与温婉的小圆弧形结合，低调中尽显大气的时尚感。豪华型烤漆外观，色泽典雅、表面光亮，极易清洁，多种颜色可任意搭配家居格调。
健康安全：现代人压力大，很难兼顾事业和家庭，家人的安全成了考虑的首要问题。“空调热水器从空气中吸取热量生产热水，整机水电完全隔离、无需燃气，确保人身安全无忧。出水温度高达75℃，能杀灭水中绝大部分细菌、分解大量有毒有害有机化合物，畅享健康无菌高品质洗浴。
方便舒适：安装简单，接好电源及进出水管即可使用；不受天气、环境限制，安装于阳台、卫生间、屋顶、厨房外墙等任意场所，并可实现多头供水，让人体验全新舒适的低碳家居生活。切换按钮、水温控制按钮位于主机侧面，隐藏式设计让主人设置的参数他人无法随意更改。
超靜音设计：采用涡旋离心式风机及屏蔽水泵，运行稳定无噪音及震动，让你“静”情享受低碳家居生活。
多用途：斯诺克兹“空调热水器”在正常生产热水的情况下，夏天天热时还可以利用制热水时产生的免费冷气，通过管道引入室内，降低室内温度，为您提供低碳、节能、奢华的家居生活享受。
出水率更高：双胆或多胆并列装置，多重加热，冷热水分层明显，出水量大，180L容量的“空调热水器”有效出热水率可达95%，出水量相当于圆桶机300L水量，工作劳累之余，随时带给您“冲浪式”的沐浴享受。
超高能效比：运用全球顶尖换热技术，双胆或多胆组成的保温水箱内有多个换热器与水换热，换热面为三维扰流结构，多重换热、逆流强化换热，换热更彻底，制热效率更高。
超长使用寿命：换热器采用钛镍合金，具有超强抗结垢、抗腐蚀、抗冲击耐高压的性能，有效克服了传统空气能热水器采用铜和不锈钢容易产生电解腐蚀的弱点，使用寿命是普通换热器的3倍以上。
斯诺克兹空气源热泵的研究现状
我国空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣,生产研制已经比较成型产品规格齐全,品牌繁多。近年来深圳斯诺克兹关于空气源热泵的技术进展：
空气源热泵结霜、化霜问题的研究。由于空气源热泵冬季采用空气作为热源，所以随着室外温度的降低,其蒸发温度也随之降低，蒸发器表面温度随之下降,甚至低于0℃。此时,当室外空气在流经蒸发器被冷却时,其所含的水分就会析出并依附于蒸发器表面形成霜层。结霜对热泵是极其不利的。随着霜层的形成,蒸发器传热热阻增加,蒸发温度下降,机组的性能下降,工况恶化,制热量也将下降,这将严重影响压缩机以及热泵整体的性能,同时,除霜带来的额外费用还将降低空气源热泵的经济性,这也就是为什么空气源热泵在寒冷、潮湿地区的应用受到限制的原因。
所以说,结霜机理、化霜方法一直是空气源热泵研究与应用中要解决的重点与难点。目前,有不少关于空气源热泵机组冬季运行状况的研究,主要分析供热时不同工况下空气盘管表面湿空气结霜、结露及干冷却特性,并结合结霜过程进行试验和模拟,分析了迎面风速、环境温湿度、翅片间距、管排数等参数对结霜性能的影响及其所可能产生的一系列后果。传统的除霜控制方法主要包括:定时除霜法,时间—温度(压力)法,空气压差控制除霜法,霜层传感器控制除霜法,声音震荡器控制除霜法,最大平均供热量控制除霜法,最佳除霜时间控制法等。
计算机技术的发展将模糊控制技术引入空气源热泵除霜问题的研究作为一项先进可行的新技术,逐渐引起了人们的注意。这主要是因为空气源热泵结霜问题的影响是多因素,非线性的,而模糊控制技术的优势就是处理多维、非线性、时变问题。这样一来,将模糊控制技术引入空气源热泵的除霜控制,通过对除霜过程的系统响应分析，可以使除霜控制能够自动适应机组工作环境的变化,达到智能除霜的控制要求。此外,还有考虑环境工况变化的双温度传感器智能化除霜控制方法等。尽管空气源热泵具有很多优点,但受室外环境的限制也比较大,这也是空气源热泵目前仅在我国黄河以南地区得到了广泛应用的主要原因。而在黄河以北地区,应用空气源热泵则根据所处地区不同有其特殊要求。
目前,关于西安、胶东以及寒冷地区空气源热泵的实际应用情况已有研究,并就所遇到的如压缩比过大等具体问题提出了一些相应的改进措施,可在相应地区的实际应用中作为参考。此外,为了对空气源热泵结霜除霜所带来的损失进行量化的分析,有研究提出了不同地区、不同使用情况下的平均结霜除霜损失系数的概念,平均结霜除霜损失系数越大的地区应用空气源热泵越不经济。
空气源热泵节能问题的研究。火用是对系统能的质与量的综合评价。对系统进行火用分析可以揭示出系统中火用损失的部位、类型和数量,以便设法减少这些损失。通过火用计算分析可知,压缩功只有20%被利用,而有80%被损失,其中,压缩机火用损失占30.7%,冷凝器占20.14%,蒸发器占17.15%,毛细管占10%。由此我们可以看出,空气源热泵系统节能的主要部件是压缩机,提高压缩机本身的技术指标,是提高整个系统火用效率的关键,而冷凝器和蒸发器火用优化措施主要是设法降低传热温差。当然,系统的节能改进与经济性是相互制约的,仅从能效进行分析有一定的局限性。从这个角度出发,有关研究人员提出供热最佳经济平衡点的概念,以期在此最佳经济平衡点温度条件下,整个供热系统(热泵+辅助热源)的初投资与运行费最少,从而合理实现热泵节能优化。此外,通过空气源热泵机组与水冷冷水+锅炉机组、溴化锂吸收式机组(+锅炉)这3种方案的经济性比较可以得出,空气源热泵相对于其它两种形式而言,经济性上具有显著的优越性。
计算机模拟在空气源热泵系统中的应用。关于计算机模拟在暖通空调中具有代表性的应用主要有以下几个方面:
①对压缩机的计算模拟
采用神经网络法对空气源热泵中螺杆式压缩机的冬季运行特性进行模拟,并结合误差反向传播算法(BP算法)进行调整,结果表明,采用该方法对压缩机进行建模模拟可以达到较高的精度要求。模拟结果与实验结果吻合较好。
②对蒸发器的计算模拟
通过对空气源热泵的蒸发器结霜问题进行动态模拟计算,可以详细分析蒸发器结霜和制冷剂充灌量对系统性能所产生的影响。另外,对于采用ε-NTU法(效率—传热单元数法)对空气源热泵蒸发器肋片管在干工况、湿工况及结霜工况下的传热传质计算方法也有相关探讨。
③系统仿真研究
通过建立房间空调器热泵运行时的瞬态仿真的数学模型,可以得出房间空调器热泵运行时的制冷系统参数及房间温度变化的曲线,这对实现空气源热泵系统的自控有很大的意义。
④系统能耗分析软件
关于空气源热泵全年能耗分析应用软件的开发应用在相关文献中有所介绍,该软件在求解热泵供冷全年能耗时,综合考虑了空调冷负荷、室外干球温度、热泵出水温度这3个因素,在求热泵供热能耗时,还将室外空气相对湿度这个重要参数考虑进去,这就使得热泵供热能耗计算更为准确,也为空气源热泵的应用提供了一个很好的分析方法。
空气源热泵有待解决的问题及改进方向。夏季,随着室外空气温度的升高,制冷负荷增大,但热泵系统冷凝温度升高,热泵温差增加,机组整体效率降低；冬季,随着空气温度的降低，供热负荷增大,而蒸发温度随之降低,热泵温差增大，导致机组整体效率降低。同时,随着室外条件的恶劣,热泵的工作性能急剧下降,又反过来加剧了室外环境的恶劣程度。进一步研究应考虑采取相应措施来合理改善机组的性能。
空气源热泵另一个突出的问题就是蒸发器冬季结霜问题。这不但导致系统供热性能的急剧下降,还将对压缩机等重要部件产生不良影响(如冰堵),严重时将损坏压缩机,使系统不能正常运转,同时,结霜还将使机组运行费用增加。另外,如何对机组本身进行优化设计,减少结霜,如何采用更好的除霜方式来提高空气源热泵的运行效率,节约机组的费用,这些都仍值得探讨。
由于室外空气一年四季甚至一天当中的温度波动较大,这就对实现整个空气源热泵系统的自动控制提出了很大的挑战,关于这一方面的研究尚不多见,还有待于逐渐探索和完善。