热水器工作原理

空气能热水器工作原理

作者徐江一帆

空气能热水器，又称热泵热水器，也称空气源热水器，是采用制冷原理从空气中吸收热量来制造热

水的“热量搬运”装置。通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节

流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。2009年9月1日，由美的、同益等新能

源家电企业参与制定的，中国首部空气能热水器国家标准《家用和类似用途热泵热水器》于同年9月1

日正式出台实施。2009年10月26日媒体报道，空气能热水器开始在一些家庭中流行起来。

工作原理

空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的，形象地说，就是“室外机”像打气筒一样压缩空气，使空气温

度升高，然后通过一种-17℃就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内，再将热量释放传导到水中。

运用热泵工作原理制热，与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦，电制冷2800瓦。根据热平衡的

原理，同时最少产生2800瓦的热量，加上输入的1000瓦电，实际产生的热量在3000——4000瓦，把

这些热量输送到保温水箱，其耗电量只是电热水器的四分之一（电热水器即使热效率100%，输入1000

电也只有1000瓦的热）。教学案例反思 空气能热水器则不需要阳光，因此放在家里或室外都可以。太阳能热水器

储存的水用完之后，很难再马上产生热水。如果电加热又需要很长的时间，而空气能热水器只要有空气，

温度在零摄氏度以上，就可以24小时全天候承压运行。这样一来，即使用完一箱水，一个小时左右就会

再产生一箱热水。同时它也能从根本上消除了电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体

等安全隐患，克服了太阳能热水器阴雨天不能使用及安装不便等缺点，具有高安全、高节能、寿命长、

不排放毒气等诸多优点。空气能热水器的寿命一般可以达到15至20年。

简单地说，空气能热水器的原理就是通过蒸发器抓取空气中的热量并通过压缩机提升并输送、释放热量

到水箱中从而把水加热到指定温度。

具体说明如下：

空气能热水器工作原理说明：

空气能热泵热水器顾名思义关键就在于热泵。要靠热泵把存在于空气中的低品味热能搬运到水中从

而把水加热，这就要求压缩机能够承受高温高压，另外必须有较大面积的蒸发器，因为与空气接触的面

积越大，在同等条件下搬运的热能就越多，能效比就会更高。更为很关键的是搬运热能的工质（也叫冷

媒、俗称雪种）要能在严寒的冬季把寒冷空气中的低品味热能搬运到水中去，要求工质两态（液态与汽

态）转换温度要低于-25℃，同时要产生65℃热水又要求工质的临界压力要低，否则会使压缩机进入高压

保护而制不了高温热水，长期运行在这种状态下会缩短压缩机使用寿命。针对以上几点，我们采用了美

国谷轮压缩机和比同行业大了1.5倍面积的换热器，并且研发了全新的工质，打破了其他品牌只能使用

R22或者R417等单一的高压工质不能适应寒冷或者过热天气制热水不能超过55℃的局限。我们的机组

在产生65℃热水时的压力不超过22kg，而其他同类产品在制取热水达到55℃时的压力就已下雪了日记 经超过此值

了。压缩机过压会产生两个问题，一是因为过压是压缩机使用寿命缩短，而是压缩机过压后进入停机保

护状态，无法及时产出热水。

热泵对于国内大多数人来说还是个陌生的名词，但热泵理论在19世纪已经问世。逆卡诺循环热泵

热水器是利用逆卡诺循环原理来工作。工质（冷媒）指的是在一定环境状态下的液态低温介质，因各种

介质的化学性质不同，它们的蒸发温度也不同。我们的热泵热水器使用的工质蒸发温度在-35℃~-25℃。

举一个简单的例子，把一块冰放到比它自身温度高的环境中会融化，环境温度越高融化速度越快，如果

再用风扇对着冰吹的话融化速度会更快，因为这时冰是在和空气环境寻找“热平衡”，可想而知热泵热水器

中的工质象冰一样在空气中寻找“热平衡”，它利用压缩机将已吸取热量的工质压缩后迅速膨胀并与水换

热，水吸收了工质的热量，然后通过节流装置使已经汽化的工质收缩变成液态，再回到蒸发器中与空气

进行热交换，同时使用风扇提高其换热效率，而后又回到压缩机，如此周而复始的工作。

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空气能热泵热水器（空气源热白球蛋白比例偏低 泵热水器）的工作原理

空气能热泵热水器实质上是一种热量提升装置，空气能热泵热水器的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被

加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一

样。

一台压缩式空气能热泵热水器装置，主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸

取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。

空气能热泵热水器在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗

电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QAQB，由此可以看出，空气能热泵热水器输出的能量为压缩机

做的功QB和空气能热泵热水器从环境中吸收的热量QA；因此，采用空气能热泵热水器技术可以节约大量的电能。

空气能热泵热水器技术发展史随着工业革命的发展，19世纪初，人们对能否将热量从温度较低的介质“泵”711加盟费 送到温度较

高的介质中这一问题发生了浓厚的兴趣。英国物理学家提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生

变化”的原理。1854年，n教授（即大家熟知的LordKelvin勋爵）发表论文，提出了热量倍增器（奥字的笔顺 HeatMultiplier）

的概念，首次描述了空气能热泵热水器的设想。

当时，空气能热泵热水器供暖的对象主要是民用，供暖需求总量小，特别是对由于采暖方式及其对环境的影响尚没有足

够的意识。人们采暖的方式主要是燃煤和木材，因而，空气能热泵热水器的发展长期明显滞后于空调的发展。

上世纪30年代，随着氟利昂制冷机的发展，空气能热泵热水器有了较快的发展。特别是二战以后，工业经济的长足发

展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺，促进了大型供热及工业用空气能热泵热水器的发展。1973年的全球性能源危

机，进一步促进了空气能热泵热水器在全世界范围内的发展。但空气能热泵热水器在世界范围内的大规模商业应用是最近

20年的事，如美国，截止1985年全国共有14,000台地源空气能热泵热水器，而1997年就安装了45，000台，到目

前为止已安装了400，000台，而且每年以10％的速度稳步增长。

我国的空气能热泵热水器事业近几年已开始起步，而且发展势头看好。目前，我国利用较多的是水源空气能热泵热水器，

而用空气源空气能热泵热水器制取生活用热水在国内近两年刚刚起步。

空气能热水器原理的应用：

1、安全：利用空气烧水，水电彻底分离，并设多重保护，不存在任何不安全隐患。

2、节能：用少量的电能将空气中的热能搬运到水中给水加热,消耗能源是电热水器的1/5；煤气热水器的1/6；燃油

热水器的1/4；普通太阳能的2/3；并且可以利用低谷电达到更节能的效果。

3、环保：通过国家节能协会认可的“绿色节能产品”，平安无事的近义词 不污染环境，低噪音运行。采用美国“谷轮”最先进的控制系统

加本公司的人性化设计，设有记忆功能,停电后自动恢复，温度控制运行，亦可实现时间控制，插上插头，一切不用您操心,

便可产生源源不断的热水。

4、自动清洗：松格SGNT热泵热水器与众不同，自动除垢，保证热泵水箱清洁，保持热效率，延长使用寿命。

5、不受环境影响：是一种全天候的热水供应系统，不论阴天、雨天、春夏秋冬、白天黑夜，只要有空气就有热水，就

能将-10℃～30℃的低温热能,通过热泵机组的作用，提供温度达到60℃左右的热水。

6、使用寿命长：松格SGNT空气能热泵热水器采用了目前世界上先进的涡旋式压缩机和双开槽亲水铝片散热器，有效

防止酸雨对主机的腐蚀。

7、多重功能：“空气源热泵热水器”兼具热水、空调、暖气的多重功能，因此是典型的节能热水制冷设备。

空气能热水器原理：通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。具体过程是：压缩机将冷媒压缩，压缩后温

度升高的冷媒，经过水箱中的冷凝器制造热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。在这一过程中，空气热量通过蒸

发器被吸收导入水中，产生热水。这样的通过压缩机空气制热的新一代热水器，即是空气能热水器（空气能热泵热水器）。

空气能热水器（空气能热泵热水器）正是这样的产品。空气能热水器（空气能热泵热水器）的空气能热水器原理即是如此。

空气源热泵热水器是新型的绿色能源产业，与传统的燃气、电热水器产品相比，它不仅安全而且节能环保，即使与太阳

能相比，也有明显的优势。它一改传统太阳能产品只依赖太阳光直射或辐射来收取能源的方式，利用设备内的冷媒从自然环

境空气中采集热能并通过热交换器使冷水升温。其特点包括：

（3）全天候方便使用：空气源热水器由于体积相对较小，可以安装在浴室、阳台和外墙等处，实现使用的无限制性；

并且空气源热水器由微电脑控制自动运行，无需专人职守，保证全天候热水供应，同时结合其定时开关功能实现低谷用电，

实现更节约的使用效果。

（1）高效节能：空气源热水器是通过大量获取空气中免费热能，消耗的电能仅仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能

量，因此热效率高达380%—600%，制造相同的热水量，空气源热水器的使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的

1/3，太阳能热水器的1/2。高热效率是空气源清香造句 热水器最大的特点和优势，在能源问题成为世界问题时，这是空气源热水器

成为“初中作文评语 第四代热水器”的最重要的法宝之一。

（2）绿色环保、安全可靠：空气源热水器独特的使用原理，实现其在工作过程中彻底水电分离，从根本上杜绝漏电事

故；并且由于其在使用过程中无需任何燃料输送管道，没有燃料泄露等引起火灾、爆炸、中毒等危险；同时，空气源热水器在工作过程中没有任何有毒气体、温室气体和酸雨气体排放，也没有费热污染。这些也成为空气源快速发展铺垫了宽阔的道

路。

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空气能热水器品牌排名

2008年过去了，经过国内资深水专家研究发现，空气能热水器品牌在国内逐渐被各大企业重视起来，紧接着大批的空

气能热水器的品牌就起来了，不过目前来说空气能热水器的品牌是有很多，但是，真正名气比较大的，却没有多少，经

多位水专家对2008年空气能热水器市场的总结列出了十佳热泵-空气能热水器品牌榜上榜-中央热水器品牌，下面我们

来看看：空气能热水器品牌排名：美的、格力、锦江百浪、中广欧特斯、德能、米特拉、纽恩泰、超迪、长菱、舒量。

太阳能热水器排名：皇明、桑乐、四季沐歌、清华阳光、太阳雨、力诺瑞特、天普、华扬、辉煌、桑夏。

美的空气能热水器（Midea）(中国名牌,中国驰名商标,广东佛山美的集团)

同益空气能热水器(广东同益电器有限公司,十佳空气能热泵热水器品牌)

锦江空气能热水器(杭州锦江百浪新能源有限公司,十佳空气能热泵热水器品牌)

确正空气能热水器(佛山市确正冷热设备有限公司,十佳空气能热泵热水器品牌)

格力空气能热水器(珠海格力集团,十佳空气能热泵热水器品牌)

新时代空气能热水器(东莞市新时代新能源科技有限公司,空气能热泵热水器品牌)

A.O.史密斯空气能热水器(1874年在美国,专业热水器品牌,十佳空气能热泵热水器品牌)

阿里斯顿空气能热水器(于1930年意大利,供暖/热水器领域世界品牌)

康特姆空气能热水器(广州德能热源设备有限公司,十佳空气能热泵热水器品牌)

万家乐空气能热水器(广东万家乐股份有限公司,十佳空气能热泵热水器品牌)

数年前，尽管有“十年内把电热水器赶出市场”的说法，可经过多年的市场发展，燃气热水器冷门工作 、电热水器、太阳能热

水器仍然是目前国内热水器大家族的三大“难兄难弟”。据热水器品牌文化权威机构太阳界预测，未来5-10年，热水器

市场“三国演义”仍将继续，但太阳能将会由“小弟弟”变成热水器市场的“大哥大”，为我国的节能减排做出巨大的贡献。

不过，在2009年资源日益缺乏严重的情况下，相信空气能热水器品牌排名会有很大的变化，相信如果坚持走高端

空气能热水器技术路线的企业一定会发展壮大，让我们一直期待2009年的空气热水器品牌排名！

/芬妮冷气热水器

空气能热水器安装注意事项安装注意事项：1、安装在下列地方可能会导致热水器出现故障：●满是机油处●潮

湿处●海边盐碱地区●含硫化气体（硫化温泉）处●有高频设施，如无线电设备、烛接机及医疗设备处●特殊环境

条件处2、进水管安装，必须要求安装单向阀并按照阀体上的箭头正确安装，如水质不好或者水中杂质过多则必须安

装Y型过滤器及其它过滤装置。3、安装循环加热管时将水箱的出水口与主机的进水口用PPR管或铝塑管相连接，之

间必须安装排气阀。4、管路布置尽量减少长度和不必要的弯曲，减少水系统的压力及热量损失，各水管及接头应做

良好的保温处理，以免热量的损失，导致主机的功耗增加。5、如水箱与室外主机之间有墙，须在墙上开70的管道，

孔应稍微向外侧倾斜并在两侧套上穿墙护套。6、安装安全阀；安全阀应按照安装示意图安装，严禁不装或者更换位

置安装。7、安装排水/污阀；为检修和排污方便，建议安装排水/污阀，也可用堵头堵住。8、注水及检漏；水路连

接完成后，打开自来水进水阀，打开水箱出水阀及热水管上任一水龙头开始加水，直至热水龙头有水溢出时再关闭水龙

头，贮水检漏，确保连接管路没漏水即可。室外机：主机可安装于地面、屋顶、阳台、专用平台或其它任何便于安装

并可承受主机运行重量的地方。也可用安装支架固定在坚实的外墙上（非空心砖墙，如做外墙保温需要增加膨胀螺栓长

度）。1、选择通风良好、排气顺畅的安装场所，不应安装在50m以下密闭的空间内，以免影响主机从空气中取热。

2、勿将主机安装在有污染，灰尘大的地方。3、主机周围应无强热源及其它设备的排气口呒腐蚀性和可燃性气体。4、

室外主机与四周围墙壁或其它放置物体之间的距离不得小于下图标示的间距5、主机置于屋顶时，应注意风向，避免

主机排风方向直接顶风；并应有良好的防雷措施。6、主机如果落地安装，应尽量避开强风口，必须做150㎜高度以

上的安装地基，并确保水平安装。主机与基础之间加10㎜~20㎜的橡胶减震垫。7、主机应安装于离电源、水源较近

的地方，以便于配线和布管。8、主机与热水箱尽量靠近，距离不宜大于5m，主机与加热水箱的高度差不得大于其机

外的扬程。9、主机附近应有落水管用于排放工作过程中产生的冷凝水。10、主机附近应预置有与主机功率相匹配的

独立插座。11、安装操作方便，强风吹不到且干燥通风处12、能够承受室外机质量，水平安装室外机，且不会增加噪

音及振动处13、不要放置可能导致散热空气受阻的任何障碍物14、在夏天长时间强烈阳光照射的地方，请装遮阳蓬水

箱：1、水箱可随安装在室外的阳台、平屋顶、地面或室内的厨房、卫生间等位置，应尽可能安装在靠近用水点及热

泵主机的位置，以减少管路热损失，同时要安装在可排水的地方。2、水箱采用的是先动漫比基尼 进的聚氨脂发泡保温技术，但

考虑到热量微小散失，还是应尽可能放置在室内不通风的位置。3、水箱必须座地式直立安装，也可用安装支架固定

在坚实的外墙上（非空心砖墙，如做外墙保温需要增加膨胀螺栓长度）。安装基础必须坚实牢固，承重能力应大于水箱

运行重量的两倍以上。4、如室外主机安装的地面，水相的安装位置在2~3楼以上的需要增加一个承压水泵。5、水

箱必须安装单向止回阀（已配，装于冷水补水管上），已变水箱维修处理。6、使用时要注意自来水和水箱为常开状

态，以保证水箱内的水量供应。7、水箱无水或自来水停水时，请勿使用机器，以免造成机器损坏。8、水箱的水温

比较高，请勿直接使用，要求在接热水用水点接上热水和冷水混合阀，使用时适当调节水温，以保证人体安全。9、水

箱周围应留大于500~600㎜的安装维修空间。10、参照下图的安装尺寸，布置各种管路。室外主机与四周围墙壁图

标：ABCD＞1500＞300＞300＞500