摘  要  闡述了熱泵熱水器的工作原理與技術(shù)現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)今社會(huì)節(jié)能與環(huán)保的主題，指出了今后的技術(shù)發(fā)展方向，并且針對(duì)當(dāng)前存在的問題，提出了一些適當(dāng)?shù)慕ㄗh。

    關(guān)鍵詞  熱泵  熱水器  節(jié)能

    Abstract  The principle and developing status of heat pump water heater technology are presented. Nowadays, energy-saving and environment-protecting are topic in the society, the trend of heat pump water heater is pointed out. And some suggestions to solve the existent problems are advanced.

    Key words  Heat pump; Water heater; Energy-saving

    1 前言

    隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和“城鎮(zhèn)化”進(jìn)程的加快，衛(wèi)生熱水能耗在建筑能耗中的比例越來越大，衛(wèi)生熱水節(jié)能日益受到人們重視。目前，國(guó)內(nèi)城市中各類商業(yè)建筑衛(wèi)生熱水能耗占這些建筑總能耗的比例達(dá)到10％～40％，城市民用建筑熱水能耗約為城市民用總能耗比重的20％～30％，節(jié)能是熱水技術(shù)發(fā)展的永恒主題。而電熱水器、燃?xì)鉄崴�器的技術(shù)已趨于完善，但從根本上只是“熱水壺的高檔化”，高能耗是常規(guī)熱水技術(shù)無法克服的缺憾。因此，深化開發(fā)太陽(yáng)能熱水器、熱泵熱水器是熱水器發(fā)展的兩個(gè)必然方向^[1]，本文正是從節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，提出應(yīng)大力發(fā)展熱泵熱水器。

    2 熱泵熱水器技術(shù)現(xiàn)狀

    2.1工作原理

    熱泵熱水器被稱為“第四代熱水器”，它以消耗一部分電能為代價(jià)（補(bǔ)償）通過熱力循環(huán)，把環(huán)境介質(zhì)水、地?zé)嵩�、空氣等貯存的能量（熱量）加以發(fā)掘利用，用來生產(chǎn)熱水。其工作原理如圖1所示。由蒸發(fā)器來的制冷劑干飽和蒸氣被吸入壓縮機(jī)，絕熱壓縮成為過熱蒸氣（過程1－2）后，流入熱水器中的冷凝管，在定壓下冷凝放熱，并進(jìn)一步在定壓定溫下冷凝成飽和液體（過程2－3）而將熱水器中的水加熱升溫到所需要的溫度，飽和液體繼而通過一個(gè)膨脹閥（又稱節(jié)流閥或減壓閥）經(jīng)絕熱節(jié)流降壓降溫而變成低干度的濕蒸氣。在蒸發(fā)器中，以定溫定壓過程（過程4－1），吸取外界（環(huán)境）熱量而成為干飽和蒸氣從而完成一個(gè)循環(huán)。當(dāng)熱水箱中的熱水溫度達(dá)到溫度上限時(shí)，壓縮機(jī)停止工作；反之，當(dāng)熱水溫度降到熱水溫度下限時(shí)，壓縮機(jī)重新啟動(dòng)工作，將熱水箱中的熱水溫度升高，使其溫度恒定在一定的范圍內(nèi)。冷水由熱水器底部補(bǔ)入，衛(wèi)生熱水從上部流出，熱水器水位始終保持高水位－即充滿水^[2]。

Fig1(a) Heat pump water heater work flow

圖1(a) 熱泵熱水器工作流程

Fig1(b) T-S cycle drawing

圖1(b) T-S循環(huán)圖

    2.2技術(shù)性能特點(diǎn)

    熱泵熱水器作為一種新型熱水裝置，技術(shù)上具有許多優(yōu)點(diǎn)^[3]：

    (1)安全性好。傳統(tǒng)熱水器以燃?xì)狻㈦姾吞��?yáng)能為主，三分天下。燃?xì)鉄崴�器安全性較差，燃燒不充分和水壓不穩(wěn)定易造成燃?xì)庵卸竞蜖C傷事件；電熱水器的漏電隱患和住宅接地不良也對(duì)消費(fèi)者的生命安全造成嚴(yán)重威脅；太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)水式的特點(diǎn)決定了其在晴天時(shí)，水溫可能很高，造成燙傷，陰雨天的電輔助加熱卻留下安全隱患。與以上熱水器不同，熱泵熱水器制熱過程是通過壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑氣體加熱水罐中的水，電主要用于壓縮機(jī)，制熱后的氣體通過外盤式的盤管與搪瓷水罐中的水交換熱量，水電完全分離，這樣，既不存在漏電隱患，省去了防漏電的煩惱，也避免了電加熱管表面溫度高，易結(jié)垢并影響加熱效率的弊端，真正作到絕對(duì)安全。

    (2)更節(jié)能。由于采用熱泵技術(shù)，可將大量低品位的熱源（空氣中的熱量）通過壓縮機(jī)和制冷劑，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺坏目衫�用的熱能，性能系�?shù)可達(dá)3以上，即熱泵熱水器的壓縮機(jī)每耗一度電，可產(chǎn)生電加熱消耗三度電產(chǎn)生的熱水，極大地節(jié)省了能源。以燒120升水為例，壓縮機(jī)功率為500W，熱效率值為3.7（標(biāo)準(zhǔn)工況環(huán)境溫度為20℃），是普通電熱水器的四倍左右（電熱水器熱效率為0.95），大大節(jié)省了電能，若大面積推廣可極大的緩和電力緊張情況，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義，具體比較見表1。

    (3)環(huán)保性好。與燃?xì)鉄崴�器相比，熱泵熱水器無任何排放，其制冷劑選用R410A，是一種環(huán)保制冷劑，對(duì)臭氧層無污染，是R22的理想替代產(chǎn)品，目前，該產(chǎn)品在歐洲替換制冷劑市場(chǎng)占80％以上的市場(chǎng)份額，被廣泛地用于商場(chǎng)、賓館、超市和辦公場(chǎng)所等中央空調(diào)制冷劑的替換，其節(jié)能、環(huán)保、高效和替換簡(jiǎn)單（不用換壓縮機(jī)和膨脹閥）等特點(diǎn)，使其已成為歐洲替換R22的首選產(chǎn)品。

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