空气能热泵热水器的发展应用及一些应注意的问题

发布时间：2023-05-01 21:12:20

空气能热泵热水器的发展应用及一些应注意的问题
华南理工大学化学与化工学院 汪南


0 绪论
2006年2月16日，旨在限制温室气体排放、遏制全球变暖的《京都议定书》生效，大力鼓励、推广绿色环保新能源及其应用产品成为必然的选择。而能源紧张、拉闸限电、燃气涨价等问题的凸显唤起了人们对能源战略应用的重新思考，同时也将人们的目光引向了新型能源的开发与利用, 这促使传统的、高能耗的家电产品逐步退出市场。
在我国，随着经济发展和“城镇化”进程的加快，卫生热水能耗在建筑能耗中的比例越来越大，卫生热水节能已成为不容忽视的问题。这就催生了新一代热水器———空气源热泵热水器，可以说它符合时代的要求。空气源热泵热水器主要有以下优点：
一是节能。热泵工作的原理就是用少量电能把空气中或者水中的废热搬运到要加热的对象中， 就像水泵把水从低处送到高处，热泵是把热量从温度低的地方运到温度高的地方，因此，要比纯粹用电加热或者用气体燃料加热要经济；
二是安全。实现水电完全分离，同时也不像燃气热水器有爆炸的隐患，安全问题得到彻底的解决，而且实现自动控制，用户不必与强电接触；
三是安装使用方便。阳台、走道、杂屋、庭院、室内、天面、外墙等随意安装，无须直面阳光；
四是可以减少温室气体的排放，有利于保护环境。
空气能热水器在我国可以算是新兴产品，其市场前景广阔，但真正进入到千家万户还有一段路要走，下面就有关问题谈谈自己的一些想法。
1原理
空气源热泵热水器和电热水器、燃气热水器相比节能，这完全是由其工作原理决定的。空气源热泵热水器主要由类似空调器室外机的热泵装置和大容量承压保温水箱组成。压缩式空气源热泵装置，主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置四部分组成，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，从而将环境中的热量转移到水中，如图1所示。热泵在工作时，把环境介质（即空气中贮存的能量QA在蒸发器内加以吸收；它本身消耗一部分能量QB，即压缩机的耗电；通过工质循环
系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA， 因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。

图1 热泵热水器工作原理

正如前所述， 热泵工作的原理类似于水泵，把空气里面广泛存在的低品位能量，通过消耗电能，送到热交换器（冷凝器，然后冷凝器加热热水。所以。可以想象，如果所要加热的热水温度确定（国标规定卫生热水温度55℃），当环境温度越低，那么热泵工作就越困难，耗电就越多。
2空气能热泵热水器技术特点
2.1家用型热泵热水器
根据水箱与压缩机的相对位置关系分为整体式和分体式，前者是将冷凝器和水箱置于一体，冷凝器采用盘管式或板片式，冷凝器可以放在水箱内，也可以盘绕在水箱外壁，放在水箱传热效果好，能效比高，但对冷凝器盘管材料有要求，必须具有防腐功能。盘绕在管壁时传热热阻高，因而能效比要差些。

图2 分体式热泵热水器 图3 整体式热泵热水器
分体式家用型热泵热水器是由热泵主机+热水箱，通过管路将两者连接起来，一般采用循环加热方式，当水箱内水温达到设定要求时，压缩机停止运行。采用承压水箱，水箱壁厚较大。

空气能热泵热水器的发展应用及一些应注意的问题

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