空氣源熱泵熱水器的特點分析

殷生楠

摘要：指出了空氣源熱泵熱水器是一種消耗少量電能，既能為用戶提供生活熱水，又能像空調(diào)一樣釋放冷氣，滿足制冷需求的熱水器。分析了空氣源熱泵熱水器的特點，并探討了其應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：空氣源熱泵；特點分析；應(yīng)用前景

中圖分類號：TU995文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0247—03

1引言

空氣源熱泵與一般空調(diào)的原理一樣，遵循逆卡諾循環(huán)原理，有空調(diào)的四大件：壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥。壓縮機(jī)將回流的低壓冷媒壓縮后，變成高溫高壓的氣體排出，高溫高壓的冷媒氣體流經(jīng)纏繞在水箱外面的銅管，熱量經(jīng)銅管傳導(dǎo)到水箱內(nèi)，冷卻下來的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài)，經(jīng)膨脹閥后進(jìn)入蒸發(fā)器，由于蒸發(fā)器的壓力驟然降低，因此液態(tài)的冷媒在此迅速蒸發(fā)變成氣態(tài)，并吸收大量的熱量。同時，在風(fēng)扇的作用下，大量的空氣流過蒸發(fā)器外表面，空氣中的能量被蒸發(fā)器吸收，空氣溫度迅速降低，變成冷氣排進(jìn)需要制冷的地方。隨后吸收了一定能量的冷媒回流到壓縮機(jī)，進(jìn)入下一個循環(huán)[1]。本文主要介紹其特點及應(yīng)用。

2空氣源熱泵的特點分析

2.1主要優(yōu)點

2.1.1使用安全

由于空氣源熱泵不使用燃?xì)庖膊皇褂秒娫苯蛹訜釤崴@樣就避免了CO中毒和觸電的安全隱患。

2.1.2經(jīng)濟(jì)環(huán)保

從初投資的角度來看或許空氣源熱泵要比普通燃?xì)狻㈦姛崴饕摺５珡暮笃谶\行使用方面來看其耗電量只有等量電熱水器的1/4，以一個4口之家來計算，正常熱水使用量在200L/d左右，用電熱水器加熱，電費大約需要4元/d，而空氣源熱泵則只需要約1元/d，一年可以節(jié)約1000元左右的電費，只需2～3年時間便可以收回成本。一般熱泵熱水器的使用壽命在15年左右。

在追求低碳生活的大環(huán)境下，空氣源熱泵應(yīng)運而生。通過將周圍空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到水中，完全做到零排放，對環(huán)境幾乎不產(chǎn)生影響，這點也是燃?xì)鉄崴鳠o法相比的。

2.1.3兼有制冷效果

空氣源熱泵工作原理是逆卡諾循環(huán)，就必然有吸熱與放熱同時存在，兩個部分是緊密的聯(lián)系在一起的，密不可分，必須同時工作。即在加熱熱水的同時，給廚房制冷。或者說在給廚房制冷的同時也在加熱熱水。這個是最大的優(yōu)勢，普通熱水器（如電加熱，燃?xì)鉄崴鳎柲軣崴鞯龋└静豢赡苡兄评涞墓δ堋Ｈ绻麖N房要額外增加制冷功能，需要買一臺廚房空調(diào)。由于廚房有油煙，是個特殊的環(huán)境，所以廚房空調(diào)跟普通空調(diào)是不一樣的，價格也要貴很多。

2.2存在的缺點

2.2.1不適用于制高溫?zé)崴?/p>

目前在國內(nèi)熱泵熱水器主要使用的的冷媒為R22，在冷凝溫度為55℃時，壓縮機(jī)排氣壓力大約在28Pa，而對于壓縮機(jī)來說一般的排氣壓力大約在26～30Pa，因此壓縮機(jī)冷凝器的工作溫度受到限制，高溫?zé)崴乃疁匾矊⑹艿较拗啤?/p>

2.2.2受環(huán)境影響較大

低溫環(huán)境下運行，熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度降低，系統(tǒng)制熱性能系數(shù)下降。當(dāng)外界溫度降至-10℃以下時，壓縮機(jī)壓縮比增大，導(dǎo)致排氣溫度過高，超過壓縮機(jī)的允許溫度，可能導(dǎo)致壓縮機(jī)啟停過于頻繁，影響壓縮機(jī)的使用壽命。這是導(dǎo)致熱泵熱水器在南方應(yīng)用比較廣泛而在北方難以被推廣的主要原因[2]。

3亟待解決的問題

目前國內(nèi)空氣源熱泵熱水器在市場開發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還存在許多問題。這是今后空氣源熱泵熱水器能否在市場得到推廣必然面臨的問題。

（1）空氣源熱泵熱水器在技術(shù)上面還不是很成熟，特別是在節(jié)能關(guān)鍵的技術(shù)上面，離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。據(jù)了解，自2004年開始，國內(nèi)商家推出了多款商用和家用空氣源熱泵熱水器，占據(jù)了一定的市場份額，但市場的拓展舉步維艱，使得大部分公司都是定量生產(chǎn)。因此，不論政府、企業(yè)和市場都應(yīng)該對環(huán)保、節(jié)能的空氣源熱泵熱水器加以宣傳，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，以期待得到更多消費者的青睞。

（2）空氣源熱泵熱水器工作的溫度一般為-10～40℃，對于外界溫度低于-10℃的地區(qū)不適合。要解決這個問題，使其得到更廣泛的推廣，這就需要政府和企業(yè)給予給多的政策和資金投入到研發(fā)當(dāng)中去。

（3）由于空氣源熱泵熱水器在國內(nèi)剛剛起步，國內(nèi)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失，缺乏一個判斷標(biāo)準(zhǔn)。要使空氣源熱泵熱水器健康的發(fā)展，就需指定一套完善的標(biāo)準(zhǔn)，對產(chǎn)品和施工加以規(guī)范和監(jiān)管，形成一個良好的氛圍[3]。

4空氣源熱泵的應(yīng)用前景

熱泵熱水機(jī)組以清潔再生原料（空氣+電）為能源，不產(chǎn)生對人體有害的氣體，同時也減少了溫室效應(yīng)和大氣污染。目前，在我國電力資源短缺的前提下，采用熱泵熱水機(jī)組制取熱水，即能以最小的電力投入獲得最大的供熱效益。將熱泵熱水機(jī)組放在建筑物的頂層或室外平臺即可工作，省卻了專用鍋爐房。在設(shè)備結(jié)構(gòu)上真正實現(xiàn)了水、電分離，確保了用戶的安全。空氣源熱泵熱水機(jī)組的制造、推廣和使用在我國只是最近10年的事，但由于其相對傳統(tǒng)制取熱水設(shè)備的高效節(jié)能、環(huán)保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空間等優(yōu)點而引起了市場日益廣泛的關(guān)注。目前已經(jīng)應(yīng)用到賓館、酒店、寫字樓、醫(yī)院、學(xué)校、工廠、家庭、公共浴室、游泳館、溫室、養(yǎng)殖等行業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳業(yè)應(yīng)，韓寶琦.制冷原理及設(shè)備[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1997.

[2] 馬路，張華俊.空氣源熱泵熱水器的發(fā)展[J].制冷設(shè)備，2009，8（10）.

[3] 周峰，馬國遠(yuǎn).空氣能熱泵熱水器的現(xiàn)狀及展望[J].節(jié)能，2006（7）：13～17.endprint