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文獻(xiàn)綜述
題 目 100KW 空氣源熱泵熱水器
學(xué)生姓名
專業(yè)班級
學(xué) 號
院（系）
指導(dǎo)教師(職稱)
完成時間
空氣源熱泵熱水器概況
摘要：通過對空氣源熱泵熱水器的發(fā)展和工作原理的了解，讓我們更好的分析現(xiàn)實中空氣源熱泵型熱水器的限制因素。同時知道空氣源熱泵系統(tǒng)簡單，節(jié)能環(huán)保，發(fā)展速度迅猛，發(fā)展勢頭強勁，在國內(nèi)有比較廣闊的發(fā)展空間。
關(guān)鍵詞: 空氣源/熱泵/節(jié)能
Abstract：Through the development process, working principle of air source heat pump water heater, as well as to the analysis of the problem there is a blockage of the fact . As well as the research of the air source heat pump water heater’s auxiliary components , we have hope in the process of the reform of the air source heat pump water heater for taking concrete steps forward.
KEY WORDS air source,heat pump,energy saving
1 引言
當(dāng)今世界，人類社會發(fā)展日益加速，無論是在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，還是第三產(chǎn)業(yè)服務(wù)業(yè)，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，都是處于人類歷史上空前發(fā)展最快的一個階段。社會的發(fā)展提高了人類的生活水平，大大加強了社會生產(chǎn)力，同時對能源（如煤，石油）的需求和使用也大幅提高，從汽車內(nèi)燃機到家用用電器，無不需要能源去運作
。
能源是每個國家可持續(xù)發(fā)展的最重要一環(huán)，我國從改革開放以來經(jīng)歷了三十多年的快速發(fā)展，而支持我國快速發(fā)展的基礎(chǔ)之一就是能源的利用水平迅速提高。就中國目前來說，我國GDP每年以10%的速度發(fā)展，能源消耗急驟增加，環(huán)境、生態(tài)日益惡化。據(jù)預(yù)測，到21世紀(jì)中葉，可再生能源在世界能源結(jié)構(gòu)中將占到50%以上
。隨著人類生活水準(zhǔn)的不斷提高，各方面的能源消耗也呈攀升趨勢。為了減少能源消耗，利用空氣能、太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能等綠色能源是解決這個問題的有效途徑之一。
節(jié)能技術(shù)種類繁多，而熱泵技術(shù)是其中重要的一種。熱泵能夠?qū)崿F(xiàn)把低溫位熱能輸送至高溫位的熱能，可大量利用空氣中、工業(yè)廢水、地?zé)嶂械臒崃浚瑥亩行Ч?jié)省了采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、工業(yè)加熱等所需的一次能源。
2 工作原理
自然界中，水總是往低處流，熱量總是從高溫自發(fā)的傳向低溫，這些自然現(xiàn)象很容易發(fā)生。那么，水如何流向高處呢？這就需要借助于水泵的力量。類似的，我們也可以利用熱泵將熱量由低溫傳遞到高溫。故熱泵實際上是一種熱量的提升裝置，它主要是利用逆卡諾循環(huán)的原理，從周圍環(huán)境中吸取熱量，然后將它傳遞給需要加熱的對象（一般是溫度較高的物體）。一臺壓縮式熱泵裝置，主要由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四部分組成，通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量）→壓縮（壓縮為高溫高壓氣體）→冷凝（放出熱量到需要加熱的對象中）→節(jié)流（降壓）→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中（如圖1所示）。熱泵在工作時，把環(huán)境介質(zhì)中儲存的能量QA 在蒸發(fā)器中吸收；壓縮機消耗部分電能QB；通過工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)最后在冷凝器中放熱QC，QC = QA + QB。由此看出，熱能輸出的能量為壓縮機之功與熱泵從環(huán)境中吸收的熱量之和。故熱
2
泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能
，從而降低能源消耗，實現(xiàn)綠色發(fā)展。
熱泵熱水機組遵循能量守恒定律和熱力學(xué)第2定律，運用熱泵的原理，只需要消耗一小部分的機械功（電能），將處于低溫環(huán)境（大氣或地下水等）下的熱量轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發(fā)地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一臺水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。同樣，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉(zhuǎn)移（傳送），而要實現(xiàn)這個目的，必須要有一臺機器，消耗一部分機械功（例如電能），才能將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機器就稱之為“熱泵”。熱泵的作用是將空氣中或低溫水中的熱量取出，連同本身所用的電能轉(zhuǎn)變成的熱能，一起送到高溫環(huán)境中去應(yīng)用。單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)如下圖所示。它由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過程如下：制冷劑在蒸發(fā)壓力下沸騰，蒸發(fā)溫度低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在冷凝壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣）與冷凝壓力相對應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。 當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時，壓力從冷凝壓力降到蒸發(fā)壓力，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至蒸發(fā)溫度，于是離開膨脹閥的制冷劑變成溫度為蒸發(fā)溫度的兩相混合物?；旌衔镏械囊后w在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從被冷卻物體中吸取它所需要的氣化潛熱?；旌衔镏械恼魵馔ǔ７Q為閃發(fā)蒸氣，在它被壓縮機重新吸入之前幾乎不再起吸熱作用
圖1 空氣源熱泵熱水器工作原理圖
3熱泵熱水器發(fā)展情況
3.1國外發(fā)展?fàn)顩r
空氣源熱泵技術(shù)1924年就已在國外發(fā)明。然而在很長的一段時間里并沒有被人類充分地認(rèn)識和運用。直到20世紀(jì)60年代，世界能源危機爆發(fā)以后才受到充分的重視，所以此后世界各國紛紛加大了研發(fā)力度，進(jìn)一步推廣了熱泵技術(shù)，使得目前熱泵技術(shù)已經(jīng)比較廣泛地使用。
3.1.1歐盟
2008年9月11日，歐盟議會工業(yè)研究及能源委員會（ITRE）通過一項提案， 明確規(guī)定將所有類型的熱泵應(yīng)用視為使用可再生能源技術(shù)。隨著所有類型的熱泵（環(huán)境空氣熱源、環(huán)境水熱源和地?zé)嵩矗┚患{入可再生能源技術(shù)范疇，加之提案要求所有歐盟成員國都遵守新規(guī)定的內(nèi)容，即促進(jìn)或強制要求在新建和現(xiàn)有建筑中使用可再生能源技術(shù)，這使得歐盟的熱泵市場得到大幅提升。按有關(guān)規(guī)定，2020年，在歐盟地區(qū)住宅的熱能需求中，以可再生能源滿足的比例將不低于15％。利用太陽能熱水器或熱泵與電熱水器或燃?xì)鉄崴骰旌吓渲?，是目前實施可再生能源指令最常見的方案。目前，歐盟的熱泵機組中約有一半為空氣源熱泵，剩下的是地源或水源熱泵。而且，這些熱泵裝置多數(shù)用于采暖，只有少量整體式空氣源熱泵利用室內(nèi)排風(fēng)作為熱源或在浴室進(jìn)行空氣除濕時制熱，用于制取生活用熱水。這種運行方式?jīng)Q定了空氣側(cè)的流量不能太大，否則會導(dǎo)致室內(nèi)溫度出現(xiàn)較大變化。
3.1.2 日本
日本是最早普及熱泵應(yīng)用的國家，第一次石油危機后，從能源安全的基本目標(biāo)出發(fā)，日本將節(jié)能作為基本國策。由于熱泵技術(shù)具有顯著的節(jié)能效益，家用熱泵型空調(diào)技術(shù)取得較大發(fā)展，到20世紀(jì)80年代中期，日本已基本普及家用熱泵型空調(diào)。而利用熱泵技術(shù)制取生活用熱水，則是在熱泵型空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加裝熱能回收裝置和熱水儲存裝置演變而成，這類與家用空調(diào)裝置組合的熱泵熱水器，直到今天仍然是日本市場的主流產(chǎn)品。據(jù)日本制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會（JRAIA）統(tǒng)計，2009年，日本熱泵熱水器的產(chǎn)銷量約為110萬臺，其中約60萬臺是用于空調(diào)或采暖的多功能組合型產(chǎn)品，僅具有制取生活熱水功能的產(chǎn)品為50萬臺左右。
為提高空氣源熱泵的冬季運行性能，日本企業(yè)和相關(guān)研究機構(gòu)多年來進(jìn)行了不懈的努力。20世紀(jì)80年代投放市場的變頻驅(qū)動產(chǎn)品，大幅提高了低溫運行條件下的供熱能力和運行效率；90年代投放市場的采用直流調(diào)速技術(shù)的產(chǎn)品，在低溫運行條件下的供熱能力和運行效率進(jìn)一步提高； 21世紀(jì)初，適應(yīng)-20℃和-25℃低溫環(huán)境的熱泵產(chǎn)品和采用二氧化碳跨臨界循環(huán)技術(shù)熱泵熱水器相繼上市。在日本，空氣源熱泵可以全年全天候滿足住宅用戶的空調(diào)制冷、采暖制熱和生活熱水供應(yīng)等需求，目前熱泵的全年能耗水平已降至20世紀(jì)80年代初的1/3左右。總體而言，目前日本熱泵熱水器的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平在全球處于領(lǐng)先地位，主要制造商有松下、三洋、日立、大金、三菱電機等。
在日本市場中，按使用的制冷劑不同進(jìn)行劃分，熱泵熱水器主要有R410A和CO2兩大類，使用R134a等制冷劑的產(chǎn)品很少。使用CO2的熱泵熱水器商品名為 EcoCute，譯作生態(tài)精靈，該產(chǎn)品自2001年進(jìn)入市場后，市場規(guī)模持續(xù)大幅擴大，目前的年增長率為20％左右。日本具備空調(diào)制冷功能的熱泵熱水器，基本都使用R410A，同時也銷售僅具備制取生活熱水單一功能的R410A機型。與EcoCute相比，使用R410A的同類產(chǎn)品的最顯著優(yōu)點是價格較低。采用小容量熱泵系統(tǒng)和大容量儲水箱的配置方案是日本熱泵熱水器的特點。日本電網(wǎng)普遍采用價差較大的分時計費政策，深夜電網(wǎng)低谷負(fù)荷時段的電價約為基本電價的1/5，配備大容量儲水箱可以在電網(wǎng)低谷負(fù)荷時段儲存充足的熱量，以滿足全天的熱水需求，一般情況下在非電網(wǎng)低谷負(fù)荷時段，熱泵系統(tǒng)無需運行。而較小容量的熱泵系統(tǒng)需要長時間持續(xù)運行，才能為大容量儲水箱提供足夠的熱量，通常蓄熱運行時間長達(dá)4～8小時，這種運行方式對均衡電網(wǎng)用電負(fù)荷較為有利。此外，較小容量的熱泵系統(tǒng)有利于降低熱泵系統(tǒng)的制造成本。
2009年7月，日本政府發(fā)布了能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)法，仿效歐盟可再生能源指令將熱泵利用的環(huán)境熱源作為可再生能源。由于日本熱泵應(yīng)用量大面廣，若熱泵利用的環(huán)境熱源作為可再生能源納入統(tǒng)計數(shù)據(jù)，原定需要付出巨大努力才能在2030年實現(xiàn)的日本可再生能源利用目標(biāo)，幾乎一夜之間就可實現(xiàn)。
3.1.3美國
早在第二次世界大戰(zhàn)期間，美國已經(jīng)開始將熱泵用于采暖，以緩解戰(zhàn)爭造成的電力供應(yīng)不足。但是，受技術(shù)水平的制約，熱泵裝置相對于燃油采暖器具而言，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且故障率高，當(dāng)戰(zhàn)后能源供應(yīng)恢復(fù)正常時，充足而廉價的石油供應(yīng)使熱泵的市場空間迅速消失，以至于到20世紀(jì)60年代，美國軍方甚至明文規(guī)定不允許將熱泵列入采購清單。然而，兩次石油危機以及日本熱泵普及應(yīng)用取得空前成功，促使美國政府重新評估熱泵的節(jié)能潛力，熱泵裝置在家用空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步擴大。20世紀(jì)80年代，美國曾掀起熱泵熱水器開發(fā)熱潮，當(dāng)時在美國本土生產(chǎn)熱泵熱水器的企業(yè)約有10家，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式主要有四大類：
附加型（Add-on）。在既有的儲水式熱水器基礎(chǔ)上，加裝熱泵單元，既可以改裝電熱水器，也可以改裝燃?xì)鈨λ綗崴?。通常儲水式熱水器與熱泵單元的制造商分別為兩家企業(yè)，新增的熱泵單元相對獨立，兩者通過簡單的接口相聯(lián)系，最大限度減少兩者的相互影響。
整體型（Drop-in）。這是最為常見的結(jié)構(gòu)形式，熱泵單元與水箱構(gòu)成一個整體，標(biāo)準(zhǔn)配置通常包含配套電熱器件。
過熱蒸汽冷卻器型（Desuperheaters）。利用熱泵系統(tǒng)壓縮機排氣的過熱狀態(tài)的制 冷劑加熱生活熱水，加熱生活用水的換熱器與熱泵裝置的冷凝器是串聯(lián)關(guān)系，該換熱器既可以作為熱泵的可選配件隨熱泵一并交付用戶，也可以在用戶既有熱泵或空調(diào)制冷機上加裝。
多功能集成型（Integrated and Full Demand Systems）。集空調(diào)制冷、采暖、生活熱水、余熱回收等功能于一體的集成系統(tǒng)，由一套熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)全部功能。不過，這類系統(tǒng)一般劃入空調(diào)，即使是制熱運行，采暖負(fù)荷一般為生活熱水負(fù)荷的數(shù)倍。
到20世紀(jì)80年代末，美國熱泵熱水器累計安裝數(shù)量約為2萬臺。進(jìn)入90年代，不少熱泵生產(chǎn)企業(yè)相繼停產(chǎn)。雖然美國能源部和有關(guān)機構(gòu)著手促進(jìn)熱泵熱水器的應(yīng)用，并取得不少研究成果，但是市場多年來一直未能突破年銷量4000臺的規(guī)模。目前，美國本土的熱泵熱水器制造商或品牌主要有通用電氣、A.O.史密斯、Air -Tap、E-Tech、Geyser、 Aqual、Trevor-Martin等，部分產(chǎn)品是在國外生產(chǎn)后運往美國銷售的。 澳大利亞和新西蘭的情況與美國有不少相似之處，整體式熱泵熱水器是主要的品種，經(jīng)歷20世紀(jì)80年代的熱泵熱水器發(fā)展高峰后，也在較長時間內(nèi)處于停滯狀態(tài)。
近年來，對熱泵熱水器的應(yīng)用采取了類似促進(jìn)太陽能熱水器的鼓勵政策，預(yù)計年銷售量可增至1.2萬臺，在熱水器市場的占有率約為1.5％。當(dāng)?shù)刂饕臒岜脽崴髦圃焐逃蠶uantum、 Rheem、Dux、Beasley和Saxon等。
通用電氣公司從2009年起開始銷售需求響應(yīng)型復(fù)合熱源熱泵熱水器，該熱水器的空氣源熱泵單元以小功率、高效率的持續(xù)運行作為基本模式，輔助電熱元件在需要較高溫度的熱水進(jìn)行消毒處理，或者熱泵供熱未能滿足需求時投入運行。按需求響應(yīng)運行，要求電熱元件只在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段或者有臨時特殊需求時投入運行，為用戶節(jié)省電費。通用電氣公司預(yù)計，一臺儲水容量約200L的復(fù)合熱源熱泵熱水器平均每年可以減少2500kWh的電力消耗。該產(chǎn)品是通用電氣公司開發(fā)的智能電網(wǎng)家電系列產(chǎn)品之一，主要針對電熱水器市場，通用電氣公司期待采用新技術(shù)的熱泵熱水器能夠開拓龐大的熱泵熱水器潛在市場。
需求響應(yīng)（Demand Response）即電力需求響應(yīng)的簡稱，是指當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷較高時，電動器具接收到供電網(wǎng)絡(luò)傳送的相應(yīng)信號后，改變常規(guī)運行模式，減少或者推移某時段用電負(fù)荷，響應(yīng)供電方要求，從而改善電網(wǎng)運行質(zhì)量，同時降低用戶電費支出。供電頻率是反映電網(wǎng)運行狀態(tài)的一個特征量，通過供電頻率的測量基本可以確定電力供求情況的變化，供電頻率提高意味著供過于求，反之則意味著供不應(yīng)求。具有 需求響應(yīng)功能的家用電器可以根據(jù)頻率的變化及時調(diào)整運行狀態(tài)，在基本不影響用戶正常使用的情況下，穩(wěn)定電網(wǎng)運行狀態(tài)。在美國，住宅電力消費約占全部電力生產(chǎn)的37％，廚房電器、照明、采暖和空調(diào)的耗電量約占美國家庭電力消費的82％。需求響應(yīng)型家用電器是通用電氣公司零凈能耗住宅開發(fā)計劃的主要內(nèi)容，迄今該公司已成功開發(fā)出冰箱、洗衣機、熱泵熱水器等一系列具有需求響應(yīng)功能的產(chǎn)品。目前，歐盟和美國一些家電制造企業(yè)也在積極開發(fā)類似的產(chǎn)品
.
3.2國內(nèi)研究情況
近些年來，很多國內(nèi)外研究者均專門針對熱泵熱水器進(jìn)行了研究，研究領(lǐng)域涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、熱力性能及其影響因素、工質(zhì)特性、運行控制、數(shù)學(xué)模型及模擬研究、數(shù)學(xué)模型及模擬研究、經(jīng)濟性分析、推廣的現(xiàn)狀和趨勢等方面。我們著重介紹如下方面領(lǐng)域的研究進(jìn)展。
在熱泵的制冷劑替代研究方面。鄭嘉耀等人對 R417A 在空氣源熱泵熱水器應(yīng)用中的性能特性和 R22 進(jìn)行對比實驗，用 R417A 替代 R22，可以明顯地降低排氣溫度和排氣壓力，有利于系統(tǒng)安全運行，提高壓縮機的使用壽命
。李艷瓊對一家經(jīng)國家質(zhì)檢部門檢測合格的環(huán)保工質(zhì)—DM150 的測試結(jié)果，以及運用于熱水工程的工程實例
。仇富強等人研究的 CO2 工質(zhì)的熱泵熱水器
。在熱泵的換熱器改進(jìn)和系統(tǒng)優(yōu)化方面，譚輝平通過分析空氣源熱泵熱水器的工作原理及性能影響因素，提出了提高空氣源熱泵熱水器性能的有效途徑
。陳敏明等人對以雙向熱力膨脹閥作為節(jié)流元件的空氣源熱泵熱水器進(jìn)行實驗研究和可行性分析，通過與原系統(tǒng)節(jié)流元件并聯(lián)雙向熱力膨脹閥，在原系統(tǒng)所標(biāo)定的充注量以及相同測試條件下進(jìn)行對比試驗，根據(jù)試驗結(jié)果并結(jié)合目前各節(jié)流元件的價格因素，指出雙向熱力膨脹閥具有很高的性價比，應(yīng)用于熱泵熱水器是可行的
。在數(shù)學(xué)模型及模擬研究方面，劉志強等人對空氣源熱泵蒸發(fā)器結(jié)霜過程進(jìn)行仿真研究
。田長青等人模擬了變頻熱泵熱水系統(tǒng)全年運行的工況，指出了壓縮機的頻率在50～60Hz 系統(tǒng)可望達(dá)到最佳的運行效率，對于進(jìn)一步開發(fā)變頻的多功能熱泵熱水器具有指導(dǎo)意義
。王偉等人為研究大型活塞式空氣源熱泵機組啟機過程和能量調(diào)節(jié)過程的動態(tài)特性,建立了空氣源熱泵機組動態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型
。劉金平等人針對熱泵熱水器儲水箱水溫的變化,以及蒸發(fā)器所處的環(huán)境溫、濕度變化的特點,根據(jù)實際熱泵熱水器的變工況特性,建立了熱泵熱水器變工況性能仿真計算模型
。盡管利用熱泵系統(tǒng)來制取生活熱水的裝置已有較多文獻(xiàn)介紹，但理論研究還需要試驗的支撐，特別是針對循環(huán)式加熱系統(tǒng)，是一個動態(tài)的過程，模型還很難描述其變化過程；而采用試驗研究，可以得到第一手?jǐn)?shù)據(jù)，為更多的理論分析提供證據(jù)并驗證。對于產(chǎn)品開發(fā)，試驗研究更是必須的，只有通過試驗驗證的可靠產(chǎn)品才能夠推向市場。
4 熱泵熱水器分類及特點
4.1熱泵熱水器分類
目前我國市場上的熱水器主要有電熱水器、燃?xì)鉄崴鳌⑻柲軣崴骱涂諝庠礋岜脽崴?。電熱水器由電能通過電熱絲、陶瓷管、或電熱膜式加熱管等方式加熱水，加熱管直接接觸水，電能理論百分百轉(zhuǎn)換為熱能，是熱效率較高的一種。電熱水器中的即熱式電熱水器一般功率較大，普通居民家庭的電線線路難以承受，并且由于加熱時水電不分離，存在較大安全隱患；另一種熱水器是貯水式，需要長時間預(yù)熱，并且受容積限制，出水量小，同時還要考慮到水箱保溫、密閉性能的影響，存在著一定安全隱患。燃?xì)鉄崴饕匀紵烊粴饣蚬艿烂簹庾鳛闊嵩?，即開即用，使用方便、不受時間限制，但能耗較高，熱效率差，而且有時出水不穩(wěn)定，使用罐裝液化氣的用戶，存在著“換氣”等不便問題，在大部分農(nóng)村地區(qū)就不適合使用；由于燃?xì)庠谕L(fēng)不當(dāng)、不充分燃燒時容易產(chǎn)生一氧化碳中毒，故存在著較大的安全隱患；燃燒后的產(chǎn)物排放也會對環(huán)境造成一定污染。太陽能熱水器以潔凈太陽能作為能源，基本不消耗其他能源，能源效益高，但初投資大成本高，體積龐大，安裝位置受到限制，并且對外界氣候環(huán)境條件要求苛刻，陰雨天時不可用，特別是冬季水溫經(jīng)常達(dá)不到正常要求，往往還需要附加其它電加熱設(shè)備，“空氣能”熱水器是一種采用空氣熱能生產(chǎn)熱水的熱水器。通過電能驅(qū)動空氣壓縮機搬運空氣中的熱量，通從冷媒的膨脹和壓縮實現(xiàn)與水的熱交換。它是繼燃?xì)鉄崴鳌㈦姛崴骱吞柲軣崴髦蟮牡?代熱水器，它綜合電熱水器和太陽能熱水器的優(yōu)點安全、節(jié)能、環(huán)保型熱水器，可一年三百六十五天全天候運轉(zhuǎn)，制造相同的熱水量，使用成本只有電熱水器的1/4，燃?xì)鉄崴鞯?/3，太陽熱水器的1/2。
4.2 熱泵熱水器優(yōu)點
熱泵熱水器原理是利用逆卡諾循環(huán)，從空氣中吸收熱量，然后將熱量轉(zhuǎn)移到水系統(tǒng)使水加熱的一種設(shè)備，按制熱方式不同，空氣源熱泵熱水器可以分為一次加熱式熱泵熱水器、循環(huán)加熱式熱泵熱水器和靜態(tài)加熱式熱泵熱水器
［14］3 種． 國內(nèi)外學(xué)者對空氣源熱泵熱水器進(jìn)行了大量的研究． 文獻(xiàn)
對一次加熱式空氣源熱泵熱水器進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)
,則以循環(huán)加熱式空氣源熱泵熱水器作為研究對象，文獻(xiàn)
對靜態(tài)加熱式空氣源熱泵熱水器的冷
凝盤管結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了研究．
同其他型式的熱水器相比，熱泵熱水器的主要特點如下
:
1 超大水量：水箱容量根據(jù)具體要求量身訂做，水量充足，可滿足不同客戶不同時段需求。
2 經(jīng)濟節(jié)省，高效節(jié)能：從空氣中獲取大量的能源，能效比高達(dá)300%～400%。根據(jù)使用規(guī)律設(shè)定熱水器自動運行時間，費用自然節(jié)省。
3 適用范圍廣：不受陰雨天等氣候影響，在環(huán)境溫度為-10℃～43℃下均能正常工作，可廣泛應(yīng)用于家庭、賓館、酒店、學(xué)校、醫(yī)院、集體宿舍、住宅小區(qū)、桑拿等集中供熱。
4 持久恒溫：使用非常簡單，整個熱水器采用自動化智能控制系統(tǒng)，用戶只需在初次使用時開一下電源，在以后的使用過程中完全實現(xiàn)自動化運行，到達(dá)用戶指定水溫時自動停機，低于用戶指定水溫時系統(tǒng)自行開機運行，完全實現(xiàn)一天24小時隨時有熱水而不用等候。
5 安全環(huán)保：結(jié)構(gòu)上水電完全分離，且無任何有害有毒氣體排放或燃燒，不受臺風(fēng)等自然災(zāi)害的影響；克服了太陽能熱水器只能安裝頂樓、破壞屋頂?shù)姆浪畬雍统兄啬芰?、影響市容的缺點。
6 防凍功能：具有智能化霜功能，確保熱水器在低氣溫環(huán)境下穩(wěn)定運行，它可根據(jù)室外環(huán)境溫度、蒸發(fā)器翅片溫度和機組運行時間等多個參數(shù)綜合、智能判斷自動進(jìn)入和退出化箱。
7 安裝方便：體積小巧 可以安裝在任何地方，安裝在室內(nèi)不占用空間，也可以安裝在室外，如屋頂、地面等露天放置，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，占地面積小、安裝簡單，無需另設(shè)機房。
8 蓄熱運行：“移峰填谷”，充分利用晚間低谷電價運行。
但熱泵熱水器也有其明顯的缺點，尤其是空氣源熱泵熱水器：
1 熱泵在冬季寒冷季節(jié)時的能效比是很低的，季節(jié)運行性能波動很大。
2 成本較高。
4.3空氣源熱泵的分類
在我國，空氣源熱泵熱水器目前按銷售領(lǐng)域來說，熱泵熱水器廠家主要是生產(chǎn)商用機（工程機），還有部分家用機型。
對于此類產(chǎn)品，按熱源來源來分主要分為：1) 空氣源熱泵熱水器； 水源熱泵熱水器。按加熱方式來分主要分為：1) 一次加熱式熱泵熱水器； 2)循環(huán)加熱式熱泵熱水器；3) 靜態(tài)加熱式熱泵熱水器。 按結(jié)構(gòu)方式來分主要分為：1) 整體式熱式熱泵熱水器；2)分體式熱式熱泵熱水器。按功能分主要為：1）帶空調(diào)功能熱泵；2）不帶空調(diào)熱泵。
目前市場上較多的空氣源熱泵熱水器，主要有分體機和一體機兩種類型，但多為容積式換熱器，熱泵機組的冷凝器直接置于承壓水箱中達(dá)到制取熱水的目的，其主要特點是系統(tǒng)簡單、換熱效率高、工作成本低、制造價格相應(yīng)較低、分體機安裝方便、對環(huán)境影響小，但安裝人員需要一定的安裝技術(shù)，主機相當(dāng)于分體空調(diào)室外機，水箱相當(dāng)于分體空調(diào)的室內(nèi)機，小容量可以壁掛，大容量落地安裝，一體機體積較大，占用地方較大、噪聲也大，只能落地安裝，主要優(yōu)點是不需要太多的安裝技術(shù)，只要通電通水就可以工作。
4.4 著重研究方向
國內(nèi)眾多企業(yè)也在同高校、研究單位合作，開發(fā)更高效的產(chǎn)品，主要在如下方面：1）選用適合熱泵產(chǎn)品特點的壓縮機，促進(jìn)壓縮機制造廠進(jìn)行改進(jìn)；2）研究密閉式盤管換熱承壓水箱，達(dá)到更高效；3）使用更高效的螺紋套管換熱器；4）改進(jìn)蒸發(fā)器的傳熱效果；5）研究更合理的控制模式和程序，使產(chǎn)品更節(jié)能。還有部分由技術(shù)優(yōu)勢的廠商，在嘗試開發(fā)CO2制冷劑的熱泵，并取的一定進(jìn)展。
熱泵熱水器作為一種節(jié)能產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于賓館、酒店、餐館、工廠、學(xué)校、醫(yī)院、桑拿浴室、美容院、發(fā)廊、游泳池、洗衣店、豪華別墅、家庭等場所，但目前來說，應(yīng)用于普通家庭的數(shù)量還較少。
5小結(jié)
空氣源熱泵熱水器具有能源效率高、不存在能源消耗過程中的環(huán)境污染等優(yōu)勢,在解決了低溫制熱問題后也是北方地區(qū)冬季生活熱水或采暖的最佳選擇。中國空氣源熱泵熱水器行業(yè)起步較晚,短暫的發(fā)展過程中尚存在諸多問題。在未來以節(jié)能與環(huán)保為主題的社會,以及國家政策的支持,空氣源熱泵熱水器一定會大量占據(jù)熱水器市場。
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