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没想到,在下雨天里空气能热水器更省电

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发表时间:2019-06-03 08:56

    常规意识中,我们总觉得天晴的时候,空气源热泵的效率要高一些,要省电一些,而在下雨的时候,效率则要低一些,事实上真的是这样吗?

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    在弄清这个事情前,我们来看看空气的一些特性。


    空气能量的表达——焓


    即使在很低的气温下,空气中仍然可以有一定量的水蒸气。例如,在一20℃时1kg饱和空气中就含有0.63g的水蒸气。所以,我们周围的空气,都是含有水分的湿空气。一般情况下,空气中存在一定的能量,它储存在干空气和与之混合的水蒸气中。于是我们引入了“焓”的概念,用空气的焓来表示空气的能量。


    由于水蒸气的存在,温空气的热性质也有很大的变化。为了工程应用上的方便,湿空气的焓被定义为1kg千空气焓的总和与它混合的水蒸气的能量(用焓表示)的总和,单位是J/(kg干空气)这时若取干空气的比热容为常数,井以0℃时千空气的始值为零,则有如下表达式:

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    湿空气的能量(焓)=干空气的能量(焓)+水蒸气的能量(焓)


    用式子表达:H湿空气=H空气十H水气


    其中


    干空气的能量=干空气的比热容×温度(这里选用定压比热容)


    用式子表达H平空气=1.005t


    式中冰蒸气的温度。


    水蒸气的焓(能量)包含两部分


    ①水蒸气的定压比热容为1.84kJ/(kg℃),水蒸气自身所带的能量:1.84t。

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    ②0℃的水要变成0℃的水蒸气是需要吸热的,经检测为2500kJ/kg,即每公斤的水变成水蒸气需要吸收2500kJ的热量。598kca这些称为“汽化潜热”的热量转变成一种能量蕴藏在水蒸气中。所以水蒸气中的焓(能量)是:


    水蒸气的能量(焓)=水蒸气的汽化潜热十水蒸气的比热容×水蒸气的温度


    用公式表达就是:H水蒸气=2500+1.84t


    因此,就可知这种情况下湿空气的焓:


    H湿空气=H干空气十H水气=1.005t+2500+1.84t


    干空气、水蒸气和相变


    空气能热泵从湿空气中吸收热量,如果湿空气的状态没有发生变化,那么空气能热泵吸收的能量就是干空气的能量和水蒸气中的热量。如果湿空气中的水蒸气凝结为水或冰,那么它所吸收的能量就还要加上水蒸气凝结释放的能量一潜热,每千克为2260k,是一个相当大的数字。如果结成冰,还要加上它进一步释放的能量。这种状态被称为“相变”放热。相变现象出现,对于空气热性质的影响就会很大。

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    理想的状态就是在空气湿度大的情况下,空气源热泵蒸发器端不断出现结露、不断有流水的现象,这时的吸热状态最佳。但是如果在低温下出现结霜现象,就会影响到空气能正常运行了。对于空气源热泵热水器来讲,空气中最重要的因素是温度和温度,它们对空气源热泵热水器的性能和效率有着极其重要的影响,在正常不结霜的情况下,空气湿度越大,热泵吸收的热量越多,热泵的效率就会越高。


    大家终于明白了为什么在同样的温度条件下,下雨天热泵的效率要大于天晴时效率了吧。不过验证这一说明是否正确,最直观的是查看电表对比下,便明见分晓!


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