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空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

要說冬天最舒服的事情是什麼,小編覺得莫過於洗個熱水澡了,但也經常在媒體上看到因為使用燃氣熱水器不慎發生燃氣中毒,使用電熱水器不慎觸電的新聞,造成無數寶貴生命與財產的巨大損失。

人們被夾在不能不用與不可完全避免的兩難之中,有沒有一種新技術能解決這些問題嘞?

還有目前全世界都在研究各種替代或再生能源,一般講的新能源大致上可以分為兩大項。

一項就是可再生能源像太陽能,風力以及地熱等。

另一種就是透過技術將耗能降低,這也是一種新的能源,而利用空氣中的熱能轉化成能源的空氣能就是這種新能源。

空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

空氣能是一種新型能源利用方式,它利用熱機迴圈原理,從空氣中吸收熱源,以少量電能驅動壓縮機透過熱量交換加熱水,空氣能與電加熱裝置相比較,加熱同等熱水只需要1/4的費用,是理想的恆溫熱水器產品,主要應用在家庭,酒店,泳池,休閒足浴等場所。

空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

首先來了解一下熱泵

所謂的熱泵是一種將低位的熱能轉換成高位熱能的一種裝置,這也是目前全世界都在關注的一項新能源技術,它不同於我們熟悉的一些類似的水泵產品,熱泵一般會從自然界中最常見的物質如空氣,水或者土壤中獲取低位熱能,然後由少量的電能驅動做工,就可以輸出能被使用的高位熱能。

熱泵主要可以分為以下幾類,空氣能熱泵,水源熱泵,地熱源熱泵和雙源熱泵,同類的產品主要是空氣能熱水器,燃氣熱水器,電熱水器以及太陽能熱水器。

空氣能熱泵主要產品就是空氣能熱水器,也是熱泵諸多型式中應用最為廣泛的一種,空氣能熱水器主要是由壓縮機,熱交換器,軸流風機,保溫水箱,迴圈水泵,電子自動過濾器等部件組成,是滿足人們日常生活熱水,供暖,甚至是製冷需求的產品。

空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

空氣能熱水器的主要特點有,高效節能,也就是說用1度電能產生3~4度電的熱水,相對於燃煤和電熱等產品要節能3倍左右;安全係數比較高,沒有電加熱裝置,燃氣,燃煤等加熱源,就能杜絕漏電,漏氣等安全隱患;綠色環保,不會排出有害氣體和產生廢舊固體,在使用過程中不會汙染環境;清潔舒適,任何溫度使用都能水溫恆定和水量充沛,可以讓人們有一個舒適的熱水沐浴體驗。

空氣能的發展

人類最早的採熱方式是利用木材燃燒製熱,這也是最原始的採熱方式。

後來人們開始用各種燃燒效率更高的自然資源,例如用煤炭做燃料後用蒸汽制熱。

在電能被髮明後,就開始利用電能轉換制熱的方式,這種能源轉換方式效率更高。

隨著科學技術的發展,人類開始使用更加節能的制熱方式,例如使用太陽能和空氣能制熱。

空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

圖片來源:pixabay

1912年世界上第一套熱泵系統誕生,從河水中提取到低位的熱源併成功地應用於家庭供暖。

20世紀50年代,開始利用空氣中的熱源,製成了一臺將製冷和採暖合用的裝置,由於其節能的優點開始被廣泛使用。

進入到新世紀,隨著對節能環保的重視,空氣能再一次得到了快速的發展。

空氣能工作原理

空氣能的工作原理首先要從心臟般的渦旋壓縮機開始,壓縮機將氣態的製冷劑吸入,在渦輪壓縮作用下形成高溫高壓氣體,然後傳入換熱器,在這裡高溫氣體將熱能傳遞給冷水,成為可供日常使用和地熱取暖的熱水流出,這時熱量被帶走的高溫氣體逐漸轉化成為常溫氣液狀態。

空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

隨後氣液狀態的製冷劑經由節流裝置被送入蒸發器中,製冷劑會被迅速汽化,變成低溫的製冷劑,從周圍空氣中吸收大量的熱量後,製冷劑逐漸回到常溫常壓狀態,用風扇不斷將空氣吸入和吹出,使這種熱量轉換不斷進行,如此利用壓縮機以少量的電移動大量的熱能,所以空氣能也可說是一種能源放大器。

空氣能用途廣泛,它透過室外主機系統可以和室內裝置如散熱片,地板採暖,洗浴裝置等相連,以熱或冷水為載體,在室內與室外之間進行熱,冷量交換以滿足生活熱水需要。

空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

雖然空氣能熱水器有諸多的優點,節能和安全也符合現代的需求,但是普通居民卻很少會用它,都還是喜歡用耗能更高的燃氣或者電能熱水器,那麼就有疑問了,效能這麼好的空氣能熱水器為什麼火不起來嘞?

空氣能熱水器在不斷的創新改進後,雖然還是需要一定的電能,但所用的電能比其它熱水器要少得多,一年算下來能節約很多的電費,所以說節能那是肯定的。

但空氣能熱水器也不是完美的電器,優點和缺點同時存在,主要就是它的體型較大所佔的空間也就比較多,所以就只能安裝在地面或者樓頂,還有空氣溫度在5攝氏度以下就不能從空氣中吸收到足夠的熱量,制熱效率就會明顯降低,這就讓它失去了很多的潛在使用者,所以沒有走進更多的家庭,目前空氣能熱水器使用者多是如賓館,澡堂,游泳館等生活熱水使用量較大的場所。

空氣能是什麼原理?它跟空氣有什麼關係

隨著人們的環保意識的增強和國家對節能減排力度的加強,必將推動如空氣能熱水器在內的清潔節能產品的發展,作為新一代節能,環保,高效的裝置,空氣能將是未來發展的趨勢。

文中Gif擷取自Youtube《Understanding Your Heat Pump》《How the Dimplex A-Class air source heat pump provides heat for your home》文中圖片擷取自《Understanding Your Heat Pump》

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