关于直热式热水机和循环式热水机优缺点对比

关于直热式热水机和循环式热水机优缺点对比
芬尼克兹直热式热水机
芬尼克兹直热式热泵热水机

业界对于直热式还是循环式一直有争论。在市场上也是直热式和循环式并存。从
结构上讲，由于直热式增加了一套水路控制模块，相对会比循环式复杂，成本也贵一
些，可靠性设计要求更高，搞不好，容易出现质量问题。实际应用中，要看使用的热
水是消耗性还是非消耗性的用水，如果是消耗性的热水，采用直热式为佳；如果是非
消耗性用水，如采暖，干燥，保温等应用，则只能用循环式。

顾名思义，就是冷水通过机组，一次加热出来就是设定温度的热水。比如在
GB/T21362 的规定中，将水从15℃经过热泵机组，一次加热至55℃。为了使出水温
度恒定在设定温度，机组内必须有一套水流量控制模块，通过变流量来控制出水温度。
由于热泵机组的能力会随环境温度的变化而变化，而且进水温度也会变化，所以，流
量的变化要跟得上制热量的变化。由于进水温度和出水温度在一定时间内变化较小，
其冷凝温度和冷凝压力相对比较稳定。

循环式就是固定容积的水多次经过热泵机组，逐步将水温从低温加热至设定水
温的一个过程。在每个加热循环过程中，其水流量一直是稳定的，但是进水温度是逐
步升高的，所以，其冷凝温度和冷凝压力都会逐步升高

直热式的优点
1）冷凝工况稳定
不管水温和环境温度如何变化，当直热式的出水温度恒定时，其冷凝压力和冷
凝温度是基本恒定的。我们可以利用这一个特点用冷凝压力调节阀来控制水温。相对
于循环式，直热式至少在冷凝这一侧，工况是稳定的。这一点，对于延长压缩机的工
作寿命非常关键，对热泵的结霜速度也影响很大。
2）综合能效高
这里的综合能效，主要指两点，一个是热泵机组本身的能效，一个是水泵的功
耗，一般情况下，热泵的输入功率是不包含水泵功率的。一般而言，由于直热式的冷
凝压力和冷凝温度是相对稳定的，其机组能效也相对稳定和容易测量，循环式的能效
随着进水温度的变化而变化，其能效不容易测量。在相同配置的系统下，直热式的机
组的平均能效比循环式高0.1-0.3。另外一个影响综合能效的因素是水泵的功耗。由
于直热式的水流量只有循环式的1/8，往往直接用自来水的压力直接驱动，所以，直
热式消耗在水泵上的功耗和直热式相比，一般可以忽略不计。而循环式的水泵功耗一
般占到热泵主机功耗的5%- 10%，所以无形中，一个5P 的空气源热泵消耗在水泵上
的功耗在250W-500W 左右，无形中拉低综合能效0.19-0.36。
综上所述，在实际应用中，直热式的能效比循环式能效高0.3-0.7。以一个每天
用水10 吨的用户来讲，直热式的平均能效约为4.0，而循环式的平均能效为3.5,一
年直热式比循环式少消耗电力6000kWh 左右，节约幅度达12.5%！基本上，购买高能
效的直热式，一年就可以收回所多付出的投资！
3）水温稳定，舒适性好
直热式热泵将水一次加热至55℃放置在保温水箱中，对于一个保温良好的水箱，
其每天的温降一般低于2-3℃，只要做好计划，每天根据用水的情况来安排机器的工
作时间，每天用水多少，就产水多少，这样，损失在保温方面的能耗就很低。只要水
箱里有水，就有热水用，水温还基本是稳定的，这一点对于用水的舒适性很关键。

直热式的缺点
1）水系统较为复杂，成本贵一些；
由于增加了水路调节系统，相同配置下，直热式的成本要比循环式贵一些。
2）水系统阻力大；
直热式热泵为了满足水箱恒温的要求，一般都有循环加热功能。直热的特点就
是小流量，大温差，循环加热的特点是大流量，小温差。这个特点决定了直热水系统
流程比较长，在相同流量下，水阻比循环式大，所以直热的机器是不太合适做循环加
热的。在直热模式下，由于流量一般只有循环式的1/8，所以实际上，直热工作时水
阻是很低的，一般只有十几kP。针对直热式在做循环加热时水阻较大的缺点，PHNIX
第三代高能效直流取消了循环式加热，除霜采用了专利设计逆流除霜系统，不管是直
热还是化霜，水路阻力都是很小的。
直热式的有哪几种水流控制方式？
由于热泵机组的能力是变化的，要保证机组的出水温度恒定，就要调整通过机
组的流量。常见调节流量的方式有以下几种：
1）冷凝压力调节阀；
2）电动球阀；
3）电子调节阀；
4）变流量水泵。
其中前三种都是调节水路的阻力来调节水的流量，而变流量水泵是主动调节水的
流量，应该说是最节能的一种流量调节方式。采用冷凝压力调节阀的优点是调节简单，
缺点是成本偏贵。电动球阀的缺点是调节精度较差，非线性，优点是力矩大，不容易
堵塞。电子调节阀的优点是调节精度高，缺点是力矩较低，目前是塑料制成，寿命较
短。将来最有发展前途的方式是直流变频水泵调节流量的方式，简单可靠，能耗低，
但关键是要有高可靠的直流变频水泵，目前的缺点是成本偏贵。
循环式的优缺点？

循环式的优点
1）热泵系统简单；
循环式热泵系统相比直热式系统水路要简单很多，也不牵涉到水位控制。相对
故障率要低一些。
2）成本低；
循环式的成本比直热式的成本要低一些。特别是一些螺丝批工厂，号称按国标
工况做的机器，其成本就更低，因为国标工况的环境温度是20℃，在这种环境温度
下，条件是很好的，普通的空调外机换热器的设计就能满足要求。

循环式的缺点
1）冷凝工况不稳定；
机组的冷凝温度和冷凝压力会随进水温度的变化而变化。在初始加热时，由于
广东芬尼克兹节能设备有限公司编制- 5 -
进水温度只有十几二十度，此时的冷凝温度和冷凝压力是很低的，造成排气温度和排
气压力过低，一般排气温度只有四十多度，排气压力只有不到10bar,存在过冷凝的
现象。过冷凝对系统是有害的，尤其是当环境温度较低的时候。因为理想的逆卡诺循
环系统是没有沿程阻力的，但实际的热泵系统都存在阻力，为了确保制冷剂在系统管
路中保持一定的流量，必须在压机的排气侧保持一定的压力，否则制冷剂是没有动力
来完成循环的。排气压力过低时，要分两种情况，一种情况是环境温度较高，这时问
题不大，因为蒸发温度也比较高，回气量还是比较大的，系统是安全的，这时的制热
量也比较大，水温会比较快就升起来，过冷凝的现象也就结束了。另外一种情况是环
境温度较低时（小于5℃），这时，蒸发温度较低，蒸发量急剧减少，结霜现象加快，
一般可能不到半个小时就开始结霜，40 分钟霜就结的很厚，需要进入化霜程序。回
气量的减小，意味着制热量的衰减，一般这时的制热量只有国标工况下的60%甚至更
低，这时即使是10P 的机器，其每个小时的制热量25kW 左右，当保温水箱的水容量
是5T 时，要把水从10 度加热到30 度，需要4.6 小时，由于此时结霜周期短，势必
造成一种恶性循环，在低水温阶段浪费了大量的能源用于停机化霜。这时循环式热水
机，特别是商用的循环式热水机存在的通病。（因为一般商用热水机的热泵功率和水
箱容量的比一般都是1P-2P 配1T 的水箱）怎么解决，只能用电加热辅助，最后又造
成电费高企，给用户一种印象：“空气源热泵冬天费电，夏天还可以”，而且这种不
稳定的冷凝工况，也是造成压缩机寿命缩短的主要原因。
2）综合能效低；
综合能效低体现在三个方面：
2.1）当环境温度和水温都降低时，会出现过冷凝现象，导致结霜频繁，制热能
效偏低；
2.2）在所有加热模式下，水泵都有维持运转，消耗了这个热泵能耗比例的
5%-10%，无形中拉低了综合能效；
2.3）当水温接近设定温度时，热泵存在冷凝不足现象，这时其能效比也下降。
3）水温不稳定，舒适性差；
对于循环式和直热式的最大的区别是，直热式是自来水通过热泵直接加热至
55 度后再补充至水箱，而循环式则是将冷水直接补充至水箱，这会造成很
大控制上的困惑，是等水用完后再补水呢？还是用了一半就补水呢？等用完
后再补水，就会有热泵来不及加热断水的危险，用了一半就补水，水箱里的
水就非常不稳定。所以循环式只适合对水温要求不高，用水时间短且定时的
情形，如一些学校，