20匹循环式空气源热泵热水器的设计文献综述

 2021-10-11 07:10

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文献综述

一、课题背景

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[1]。

二、循环式空气源热泵热水器简介

在我国的热水器市场,电热水器、燃气热水器和太阳能热水器是主要的三种类型。热泵热水器作为一种新兴的热水器已经收到了广泛的关注[2]。空气源热泵技术早在1924年就已在国外发明,在发达国家使用已经比较成熟,使用比例高达70%左右[2](马一太)。在南非,1998年的统计数据表示热泵热水器占据了热水器市场份额的16%左右[3-4](3)。我国在2009年9月1日起实施的国家标准GB/T27137-2008《家用和类似用途热泵热水器》的引导下,热泵热水器产品开始发展,市场份额在2009年初不足3%,2010年刚过5%[5-6]。就传统工质来说,空气源热泵在欧洲和美国应用比较普遍,COP值高达4.5-5,热泵技术在美国已经有二十多年的历史了,他们的整体式热泵热水器的能效比是电热水器的2.4-2.6倍[2]。

空气源热泵热水器主要有以下优点[1]:一是节能。热泵工作的原理就是用少量电能把空气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出,热泵是要把热量从温度低的地方送到温度高的地方。因此,这要比纯粹用电加热或者是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风险,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。

循环式空气源热泵热水器是空气源热泵热水器的一种[7],主要体现在热水的产生方式上。其除具备普通空气源热泵热水器的优点外,还具备不同于其他热泵热水器的自身特点[8]。加热形式也分为连续循环式和简介循环式两种。

三、循环式空气源热泵热水器的工作原理

在自然界中,水总是由高出流向低处,热量总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高出,热泵同样可以把热量从低温传递到高温,热泵实质上是一种热量提升装置[9]。一台压缩式热泵装置主要包括四大件:蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀(节流装置)。

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