時間：2016-10-17
空氣能熱泵熱水器是開拓利用新能源的設(shè)備，是繼鍋爐
、燃氣熱水器
、電熱水器和太陽能熱水器之后的新一代熱水制取裝置。在能源供應日益緊張的今天
，空氣能熱泵熱水器憑借其安全
、節(jié)能、環(huán)保
、全天候等優(yōu)點在市場上得以推廣
，不斷地被消費者接受。
筆者從2009年底
，在廣西桂林市開始接觸并進入空氣能行業(yè)
，我先從家用機銷售、安全開始做起
，后逐漸進入商用空氣能中央熱水
。在幾年的不斷探索、學習和實踐中
，深深體會到空氣能“三分產(chǎn)品
，七分安裝”的道理，在實際應用中
，我發(fā)現(xiàn)：商用機組如果匹比不恰當
，安裝不合理，細節(jié)不注意
，將會使空氣能使用性能降低，壽命減少
，其節(jié)能效果大打折扣
，從而影響空氣能在消費者心目中形象，影響空氣能市場的健康發(fā)展
。
首先
，我們來看幾則實例：實例一：2010年的春天，我在門店接待一名中年老板
。他告訴我
，他正在桂林靈川縣投資一個賓館，約20個房間
，賓館正在裝修中
，可他正在為賓館用熱水設(shè)備而苦惱！作為一名熱泵從業(yè)者
，我理所當然地建議他用商用空氣能熱泵
，并且還告訴他空氣能如何節(jié)能、如何安全等好處
。聽我說完
，他沉思了一下，很誠懇地跟我說：“我知道空氣能，請你告訴我
，空氣能真的節(jié)能
，真的好用嗎？”我心存不解
，連忙問他
，為什么會對空氣能有如此疑慮。原來
，這位老板有一個朋友
，也是做酒店行業(yè)的，前年時他朋友在桂林陽朔縣某賓館裝了一套空氣能熱泵
，才用了一年多
，朋友告訴他，空氣能根本不節(jié)能
。
實例二：一個專業(yè)從事鍋爐安裝的老板跟我講述一件事
，他有個客戶，姓莫
，前幾年時
，莫老板在桂林某縣開了家賓館，為了制取熱水
，裝了一套燃煤鍋爐
，因安裝不合理，使用后不理想
。這時
，有人跟莫老板介紹空氣能，說是第四代節(jié)能產(chǎn)品
，是如何如何好
。莫老板心動了，于是折掉鍋爐
，裝了一套5噸熱水的空氣能熱泵
，才用了半年，莫老板發(fā)現(xiàn)空氣能并不節(jié)能
，而且偶爾還出故障
。無奈之下，他只好請位鍋爐老板再重裝一套燃煤鍋爐
，用過后
，莫老板感覺很滿意?div id="d48novz" class="flower left">
？諝饽芡Ｖ故褂?div id="d48novz" class="flower left">
，現(xiàn)正在處理之中
。
實例三：桂林市銀錠路有一家十多間房的小賓館，2008年底
，賓館老板裝了一套1噸水的空氣能熱泵
，用了不到二年，就停用了
，賓館全部采用儲熱式電熱水器?div id="d48novz" class="flower left">
，F(xiàn)在，賓館老板正在四處打聽
，看有沒有人回收他這套設(shè)備
，我去了解了一下，老板告訴我：“空氣能并沒有壞
，但用時耗電大
，熱水量也不夠用，不得已才全部換成電熱水器的
。這套設(shè)備放在那里
，沒什么用，還占地方
，所以準備賣掉”
。
實例四：桂林靈川縣某工廠，2009年裝了一臺1.5噸水的空氣能熱水器
，供廠里工人洗澡用
，2010年，筆者去聯(lián)系業(yè)務(wù)時
，看到空氣能沒有啟動
，廠長告訴我：“這套設(shè)備才用一年多，就壞掉了
，從使用情況看，的確24小時有熱水
，但耗電蠻厲害
，現(xiàn)在想維修一下，卻找不到廠家售后
，所以只好閑置在那里”
。后來，請我們售后師傅去檢查了一下
，說是那套空氣能熱泵壓縮機壞了
，維修的價值不大。
作為一個從事空氣能行業(yè)的人
，聽到人們對空氣能這樣的評價
，心里不是磁味
。按空氣能的結(jié)構(gòu)原理和相關(guān)資料來看，它應該是一種好的節(jié)能產(chǎn)品
，但為何在安裝后
、使用后就出現(xiàn)了耗電大或不好用的說法呢？
面對這樣問題
，我禁不住思考
。經(jīng)過幾個月來的調(diào)查和總結(jié)，筆者得出如下四個結(jié)論
。下面
，談?wù)勎覀€人看法。
原因一：主機與保溫水箱配比不當
。
這恐怕是引起空氣能耗電量大的最主要原因
。通常主機與水箱不匹配，主機小
，水箱大
，也就是人們常說的小馬拉大車。下面
，我們以某品牌的循環(huán)式3匹
、5匹機（直熱式與此差別不大），其輸入功率分別為2.6kw
、4.5kw為例
，根據(jù)桂林氣候狀況，來計算一下
，看看它他到底該配比多大水箱
。
我們先來看生產(chǎn)廠家在進行測試或公布空氣能數(shù)據(jù)時的工況。我們稱之為工況條件一
，即室外環(huán)境溫度為20℃
，進水溫度為15℃，出水溫度為55℃時
。把1噸（即1000kg）15℃的冷水加熱至55℃的熱水
，水溫升高40℃，需要熱量為：
Q=CmΔT=1Kcal/kg·℃X1X1000KGx40℃÷860=47KW(式中：Q是總功率
，C是水的比熱
，ΔT是指溫差，860是cal轉(zhuǎn)化為kw系數(shù)
，以下同)
。
則：2噸水所需功率為：47X2=94KW，3噸水需141KW
，4噸水需188KW
，5噸水需235KW
。空氣能3匹機的制熱量為9.5KW
，5匹機的為16.5KW（各廠家稍有不同）此時機組COP為3.7
。此時，其配置水箱大小和工作時間關(guān)系如下表（表一）：
從表中可以看出
，桂林最低氣溫也曾出現(xiàn)過-3-0℃左右的天氣（表中紅色數(shù)字顯示）
。近幾年，也有常有低溫出現(xiàn)
，例如：2010年桂林最低氣溫為-1℃
，2011年最低氣溫為3℃，2012年最低氣溫為0℃
。這里暫不考慮到桂林北部的資源
，全州、灌陽等縣
，因地理位置相對偏北
，冬天時，其極端氣溫較桂林還要低
。
據(jù)此
，我們把室外環(huán)境溫度為5攝氏度，進水溫度為8攝氏度定為工況條件二
。此時
，把1噸10℃的冷水加熱至55的熱水，水溫升高47℃
，需要熱量為：Q=CmΔT=1Kcal/kg·℃X1X1000KGx47℃÷860=55KW
。則：2噸水所需功率為：55X2=110KW，3噸水需165KW
，4噸水需220KW
，5噸水需275KW。
環(huán)境溫度與空氣能熱泵機組的COP的關(guān)系
，以江蘇工業(yè)學院機械與能源工程學院《空氣源熱泵熱水器實驗研究》一文的結(jié)論為依據(jù)（參見圖一）
。其結(jié)論為：“環(huán)境溫度與機組的COP值成正比，環(huán)境溫度降低10℃
，空氣能熱泵機組的COP降幅在0.5左右”
，來計算此時機組制熱能力
。（實驗結(jié)論第②條中：“水溫與機組的COP基本成反比······”
，這里“水溫”是指空氣能出水溫度，不是進水溫度
。本文暫時不討論空氣能熱泵機組進
、出水溫度對其COP的影響）
。
室外環(huán)境溫度溫差為：20℃-5℃=15℃COP下降值為15X0.05=0.75。(溫度每下降1℃
，COP下降0.05)空氣能在工況二時COP值為3.7-0.75=2.953匹機制熱量為：2.95X2.6(輸入功率)=7.7KW
，5匹機為：13KW。此時
，其配置水箱大小和工作時間關(guān)系如下表（表三）：
我們知道
，工程機組的最佳工作時間為8-10個小時，當氣溫較低時
，工作時間可適當延長
。從表三的計算結(jié)果來看，若3匹配3噸熱水以上
，5匹機配5噸以上
，機組會長達20多小時的工作（表中紅色數(shù)字顯示），這明顯是不合理的
。
如果是這樣配比
，也就意味著，機組全年有三分之二是在超時工作
。機組長時間工作
，對機組壽命有很大影響，時間越長
，工況越差
，新裝機時，或許還能堅持一段時間
，但長些以往
，不是機組容易出故障，就是能耗大幅增加
。這正如一輛載重汽車
，每天超負荷工作，在路狀好時
，或許還能正常行駛
；遇到路狀不良時，不是效能降低
，油耗增大
，就是不堪重負，故障頻出
，再或是干脆罷工
。
我們要知道，以上數(shù)據(jù)
，只是理論上計算出來的
，如果考慮到冬天主機化霜不制熱占用的時間
，循環(huán)管道、回水管道
，保溫水箱的正常散熱
，那么，機組工作的時間還要延長
。
由此分析
，可以看出：在桂林地區(qū)，3匹機應該配2噸保溫水箱（工況1時工作10小時
，工況2時近15小時）
，5匹機組應該配3噸水箱（工況1時工作8.5小時，工況2工作近13小時）
。即：主機和水箱按1.5:1配比最適宜
。據(jù)此推算，6P機應該配4噸
，10P機應該配6噸水箱
。
在這種合理的配比下，如遇到天氣更惡劣
，只要主機能啟動工作（桂林家用機分體式空氣能熱水器
，都沒有裝電輔助，冬天能啟動）
，適當再延長工作時間
，機組也能承受，能保證制取熱水
。如無特殊需要
，完全可以不配電輔助加熱，以達到空氣能節(jié)能的最佳效果
。即使是配電輔助
，也就是在最冷的時段用一下而已。這樣合理配比
，既延長了主機的使用壽命又真正達到了熱泵機組節(jié)能
、環(huán)保、安全的性能
。
我們再來看看實際情況
。在桂林某公司的網(wǎng)站上（見圖二），1臺3P機配3噸熱水
，1臺5P機配4噸熱水
，2臺5P機配8噸熱水，3臺15P機配55噸熱水，比比皆是
。在本文實例一中，我也親眼看到陽朔縣那套工程：用的5匹某知名品牌的主機
，配有6噸保溫水箱
。在本文實例二中，據(jù)鍋爐老板說
，用的是3匹機配的3噸水
。
在主機配小的情況下，熱水產(chǎn)量若不夠
，只有一個辦法
，就是加裝電輔助。動輒10-20KW的電加熱
，只要是達不到設(shè)定溫度就自動啟動車個小時耗電近10-20度
，的確很驚人。電輔助原來是為輔助熱泵而設(shè)置的
，在冬天時
，則變成電加熱為主，空氣能加熱為輔的情況
。這樣的配比
，對于用戶而言，前期投資雖然節(jié)省了
，但后期使用費用高
，可謂是得不償失。
原因二：工程節(jié)能措施不到位
。
工程節(jié)能措施不好
，容易被人們忽視，其實
，其損失的熱量是很大的
。其主要有以下三個方面：
1、工程循環(huán)管道保溫不好
。主要體現(xiàn)在：管路設(shè)計安裝不合理
；工程循環(huán)管道保溫措施不到位。在桂林
，筆才看過不少空氣能工程
，有些工程的主機與水箱之間的循環(huán)管道、回水管道
，設(shè)計
，安裝過于復雜，七拐八彎，連接太多
，不美觀且不說
，既增加了管路阻力，無形中又增強了管道散熱
。（筆者建議
，在連接循環(huán)管道時，如果一定要拐彎
，盡是少用90度彎頭
，多用45度彎頭）。
在管道保溫方面
，有少部分工程循環(huán)管道
，根本沒有保溫，熱水管道完全裸露在外面
。還有一部分做了保溫
，但很簡陋，也就是把黑色的橡塑保溫棉套在管道就算完事（見圖三）
。我們知道
，保溫棉有吸水性的，如果下雨了
，保溫棉會吸水
，熱水被冷水管包圍著，根本起不到保溫的作用
。而且
，這樣的保溫措施，使用不到一年
，保溫棉經(jīng)過日曬雨淋
，基本全部粉化或腐爛，到那時
，就相當于沒有任何保溫措施了
。
2、回水管道布置不當或回水頻敏使用
。在熱水工程中
，做回不的目的是保證熱水管道始終有熱水，做到“一開即有熱水”
，達到用水舒服的效果
。這種做法，在大賓館常用
，這也是大賓館提高服務(wù)質(zhì)量和檔次的一個標準
。但是這是要消耗一些能量的
，主要是回水管道的散熱和回水設(shè)備耗電。依筆者看：對于小噸位的工程
，基本可以不做回水
。當然這也不能一概而論。如果管道布置好
，用一下也無可厚非
。但如果管道布置不合適，損失能量也是很大的
。
筆者就碰到這樣一個例子：2011年12月（環(huán)境溫度12℃左右），我們在陽朔縣某鄉(xiāng)鎮(zhèn)剛建好的一家賓館裝了一套2噸的熱水工程
。安裝機組前
，賓館已經(jīng)把冷、熱水
、回水管道安裝到指定的位置
。安裝完畢，開機制熱水
，我們告訴老板
，等熱水到設(shè)定溫度后，再打開回水控制裝置
。
第二天
，老板打來電話，說回水已經(jīng)打開
，但沒有用水
，機組啟動囝幾次，耗電量有差不多40度了
。我們立即趕過去了
，一檢查，原來是回水管道在做怪
。
這個賓館共有四層
，每層樓房間布局呈“L”形，裝修時
，水電工從房頂起
，熱水主管用兩路PPR管，分別直達最底層
，再返兩路水管做回水用
，第1路和第2路水管首尾相聯(lián)接。也就是說
，熱水管和回不管
，從房頂由下到上二進二出
，類似“M”形，用的管徑為40的PPR管
，沒有任何保溫措施
。按長度計算，整條管道約有50米
，40管直徑為3.45厘米左右
，根據(jù)圓柱體體積公式，計算得出管道容量為0.047立方米
，也就是說
，回水主水管道每次回水量有近47升。
55℃的熱水
，如果回水溫度到25℃
，溫降30℃?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">；厮淮螕p失能量為：Q=CmΔT=1Kcal/kg·℃X1X47kwx30℃÷860=1.6KW
。1小時回2次水，耗能3.2kw
，空氣能熱泵工作0.42小時
，耗電為1.1度。如果是10小時開回水
，就是耗電11度
，如果24小時開，就是26.4度
，可見耗電量是很大的
，這里面，還不算水泵和回水電磁閥的耗電量
。
正因為如此
，賓館雖然沒有用水，水箱溫度也在不斷降低
，所以主機才啟動制熱
。這個賓館，經(jīng)過我們建議
，加上時控開關(guān)
，改為早上和晚上定時回水，效果好多了
。
其實
，回水管布法、用法正確與否
，是影響空氣能節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一
?div id="m50uktp" class="box-center"> ；厮懿贾谜_與否，本身與空氣能熱泵機組的制熱能力
，能效比無關(guān)
。但因此而造成的能耗增加，做為客戶
，最直接地認為：是空氣能不節(jié)能
。因為安裝儲熱式電熱水器或燃氣熱水器，是不需要回水的
。
3
、水箱保溫效果不佳。保溫水箱是熱水系統(tǒng)中節(jié)能與否的重要環(huán)節(jié)
，但其作用還沒有引起足夠的重視
，殊不知：其節(jié)能作用是驚人的！好不容易制取的熱水
，如果保溫不好
，就白白損失了
。保溫水箱就好比家用的保溫瓶
，燒開的熱水存放在保溫瓶中，保溫效果好與差
，就看保溫瓶的質(zhì)量了
。同樣道理，保溫水箱的做工好壞直接影響到水箱能否很好地保溫
。
空氣能熱水工程商都是自己為機組配置水箱
。通常，保溫水箱都是在專業(yè)的水箱廠訂做
，水箱內(nèi)桶用SUS304#
，外桶用SUS202#不銹鋼材料，中間是5厘米厚的聚氨脂整體密封發(fā)泡層
，上
、下端蓋采用一次液壓成型工藝，維修孔與頂板連接采用全密封焊接工藝制作
，保證保溫層的嚴密性
，防止外部雨水和內(nèi)部水蒸汽對保溫層的破壞。在安裝時
，水箱底部也要加墊隔熱層
，以減少熱量散失。質(zhì)量過硬
，安裝好的保溫水箱
，在冬天環(huán)境溫度10℃時
，24小時溫降在3-5℃。
筆者在桂林看到有些工程的保溫水箱
，做工很粗糙
，其做法我也親眼看到：先根據(jù)用水容量，做一個冷水箱
，然后在這個水箱的外面
，用鐵絲（或尼龍帶）手工包扎一圈橡膠（或海綿、泡沫類）保溫材料
，最外面層用鐵皮（大都數(shù)是藍色鐵皮）
，用鉚釘鉚住即可（見圖四，圖五）
。
用手工這樣做成的保溫水箱
，箱體密封不嚴密（尤其是頂部和底部），箱體外層會有微漏
，露天放置時雨水侵入保溫層
，造成保溫效果降低，水箱頂部還會引起積水
，進一步加強了雨水的滲漏
，這樣，保溫水箱不僅起不到保溫作用
，反而有了吸熱的功能
。如果用這樣的保溫水箱，其保溫效果是可想而知的
。
在天氣炎熱時
，因環(huán)境溫度高，用水溫度不是太高
，水箱溫度與室外溫差不大
，尙感覺不出來能量損耗。一到冬天
，手工做的保溫水箱
，用手接觸最外層鐵皮，就可以感覺到溫溫的
，可見
，水箱散熱還是比較明顯的。這種水箱的保溫效果
，最保守計算
，24小時溫降到少是10℃以上，假如是3噸的水箱
，光保溫水箱的損失的熱量就達到35KW
，用5匹機組的話
，制取這些的熱量需近3個小時。如果用小機組
，時間會更長
。也就是說，每天制出來的一部分熱量
，是因保溫不好
，白白浪費掉了。
保溫水箱的保溫效果好不好
，其實是跟機組制熱能力
，節(jié)不節(jié)能是一個無關(guān)的因素，正如家用保溫瓶
，其保溫效果不好
，不能說燒水的器具的質(zhì)量不好、不節(jié)能是一樣道理
。但因保溫水箱是經(jīng)銷商隨工程主機一起配置的
，其保溫效果差而引起的不節(jié)能，用戶自然會牽扯到空氣能產(chǎn)品上來
。
原因三：比法上有失偏差
。
說到空氣能能耗大，基本上都是針對天氣寒冷時才說的
，在春夏時節(jié)是很少有聽到這樣說的
，通常
，與空氣能比較對象是電熱水器
。下面我們以2噸水（用3匹機配比，不用電輔助
，桂林冬天氣溫）為例
，來計算下，加熱2噸水到底要多少電量
，用空氣能熱水器
，到底能節(jié)省多少電量。
根據(jù)前面計算得知：2噸水從8℃的冷水加熱至55℃的熱水
，所需能量為110KW
。電加熱的效率為95%，那么用電量為：110÷0.95=115度
。3匹空氣能熱泵的輸入功率為2.6kw
，制熱量為7.7kw，110÷7.7=14.3小時
，14.3X2.6=37度
。但是空氣能熱泵機組不光是主機用電
，循環(huán)水泵（約100W），增壓泵（約300W）
，電磁閥（約2W）
，配電箱其它儀表（18W），有的還有上水增壓泵
，都是要耗電的
。以上幾項共計400W左右。（以上只以3.5噸工程為例
，對于大容量的熱水工程
，其它配置設(shè)備用電會更多。）
100W循環(huán)泵耗電量為14小時X0.1=1.4度
，300W其它設(shè)備約為24小時開機：24X0.3=7.2度
。共計：1.4+7.2=8.6度，取整數(shù)9度
。
空氣能熱泵總耗電量為：37(主機)+9（其它）=46度
較電熱水器而言
，省電為：115-46=69，省電比例為：115÷46=2.5倍
也就是說
，在冬天時
，在理論上，空氣能熱水器比電熱水器可以節(jié)能2.5倍
。但如果把空氣能熱水工程正常的回水散熱
，管道散熱，保溫水箱散熱及空氣能熱泵化霜不制熱的功耗都算上
，節(jié)能也就在2倍左右
。（當然，冬天時
，因儲熱式電熱水器容量有限
，不得不把制水溫度提高到80℃左右，與外界溫差大
，同樣存在散熱）
。
即使是這樣，也算是上是比較節(jié)能
，畢竟冬天是空氣能效率最低的時候
，這相當于：拿空氣能熱泵最差狀態(tài)，來跟受環(huán)境影響不大的電熱水器平常狀態(tài)來做比較的
。也就是說
，是用空氣能最差狀況與電熱水器的一般狀況相比的。如果用夏天氣候來算（環(huán)境溫度30℃時），空氣能與電熱水器的能耗比的確可以達到1:4
，甚至會更高
。
可是，隨便翻閱有關(guān)空氣能宣傳單頁
，或進入空氣能廠家相關(guān)網(wǎng)站
，就可以看到數(shù)類似這樣的內(nèi)容：“空氣能熱水器具有高效節(jié)能的特點，其節(jié)能效果是電熱水器的4倍
，是燃氣熱水器的3倍
，是太陽能熱水器的約2倍······”。
這樣的宣傳
，無形地在客戶心目中造成1：4（與電熱水器相比）的意識
，引導了客戶對空氣能節(jié)能的過高期望。實際使用中的1：2
，比宣傳的1：4數(shù)據(jù)差距很大
。如果客戶本來又不十分清楚電熱水器和空氣能用電量究竟是多少，從而進行比較
，當然有些盲目
。或者
，用電熱水器夏天時的用電量
，跟冬天時空氣能用電量相比，這樣當然是不合理的
。這一點
，作為經(jīng)銷商，我想有必要跟客戶說明清楚
。
需要說明的是：以上是指主機水箱配比合理
，管道保溫措施嚴密的情況下，才有1:2節(jié)能效果
。假如配比不當
，管道保溫不好
，水箱保溫差
，回水管頻繁開啟，電加熱常開
，耗電肯定增加不少
，算下來的話，用電量可能與電熱水器基本持平
。這時
，就難怪人們要喊，空氣能一點都不節(jié)能
。
在這里
，順便提醒一下的是
，如果賓館擬用裝儲熱式電熱水器的話，一定要注意兩個問題
，一是安全問題
，盡是購置帶防電墻的熱水器；二是電能容量問題
，如果幾十個電熱水器同時開
，要考慮其住房用電容量能不能承受。
原因四：用水量過大
。
商用用水量大
，這并不是空氣能不節(jié)能因素。一是生意好
，客人多
，用水量大，這是可以理解的
。還有一種情況
，就是客人不多，用水量也大
，本文中的實例三就是這種情況
，我去了解情況時，老板告訴我
，空氣能好是好
，就是不省錢，而且熱水不夠用
。我問也為什么
，他苦笑說，他們賓館檔次不高
，客人都是圖便宜才住的
，賓館在汽車站附近，人流量雖大
，但有些旅客的素質(zhì)不是很高
，他們住進來后，因為用的是中央熱水
