空氣源熱泵熱水器與普通空調器*顯著的的區別,就在于冷凝器的不同,熱水器的冷凝器也是水的加熱器,在以熱水為生產目的的熱泵熱水器中,冷凝器是較為獨特的一個部件。
從冷凝加熱的方式來看,可以分為3個大類:對全部容積的水直接進行加熱的容積式冷凝器;以對全部的水進行循環加熱的循環加熱式冷凝器;一次性將水的溫度加熱到設定溫度,再輸送至保溫水箱的直熱式冷凝器(配裝定溫出水閥)
浸泡式(容積式)冷凝器
浸泡式直接將銅管浸泡在水中,這樣的方式在傳熱方面有著較好的優勢,結構及其簡單,是早期國內熱泵廠家在小型家用熱泵熱水器上采用得*多的形勢,至今依然占據有很打的市場份額。
浸泡式冷凝器的選擇,主要是關于銅管外表面積的旋轉,對于同樣直徑的銅管,則為銅管長度的選擇。冷凝器內外兩側,換熱系數都不算高(相對于對流換熱),由于水側的水流速度太低,考慮到污垢形成后對換熱能力的影響,一般其K值不宜取得過高,在工藝可實現的情況下,多安排一些銅管藏家換熱是有利的。
由于自來水中存在余氯和溶解氧,容易對銅管造成腐蝕,為防止或緩解這種現象,可以在保溫水箱的入水口前段加裝除氯裝置,另外采用“陽極犧牲”的方法也可以有效防止余氯對銅管的侵蝕,即在保溫水箱內安裝比銅的化學性質更為活潑的鎂棒,在水中存在氯等腐蝕性離子時,性質活潑的鎂優先和其發生反應,生成性質較為穩定的鎂鹽,從而保護銅材料不受損害。
浸泡式冷凝器這種結構的優點是減少一個循環水泵,具有極好的防凍性,結構簡單,但是內置盤管有腐蝕結垢的風險。
外纏繞式冷凝器
為了解決上述問題,一些廠家開始推出“外纏繞式”冷凝器,就是將冷凝器銅管纏繞在保溫水箱的金屬外壁上,實現銅管與水的完全“隔離”有效地杜絕了銅管腐蝕現象的發生,提高小型家用熱泵熱水器的可靠性,但是,由于冷凝器的傳熱過程增加了熱阻,銅管的表面積中只有少部分參加換熱(即使使用D型銅管,直接和水箱壁面接觸的銅管面積也不過1/3),而且銅管纏繞桶壁的緊密程度,也極大地影響著接觸熱阻的大小:為了減少接觸熱阻,銅管必須用較大的預緊力纏繞桶壁,或在銅管和水箱壁面之間涂抹導熱膏,這對制造也提出了較高的要求,水箱材料不銹鋼或搪瓷的導熱性都比較差。
由于纏繞式冷凝器的換熱條件較差,它在效率方面的表現不經如人意,要獲得同樣功率的浸泡式相當的換熱能力,使用的銅管數至少應該增加3倍以上,但是即便如此,由于接觸熱阻和保溫桶桶壁熱阻的存在,它的熱效率依然較低,并且同樣存在結垢問題,冷凝溫度和壓力較高。不過由于它的可靠性比較的高,也為用戶提供了一個新的選擇。實際上在早期進口的熱泵品牌中,就是采用纏繞式冷凝器這種結構,浸泡式是國內廠家**并推行的。
循環加熱式冷凝器
循環加熱方式和其他加熱方式*明顯的不同在于它必須裝有強迫水循環流動并加熱的水泵:保溫水箱內溫度較低的水在水泵的驅動下,不斷經過冷凝換熱器并帶走熱量,再返回水桶,直至溫度達到設定溫度值。
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