壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985
文獻(xiàn)綜述
題 目：空氣源熱泵熱水器的技術(shù)現(xiàn)狀
學(xué)生姓名：
專業(yè)班級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
院 （系）：
指導(dǎo)教師：
完成時(shí)間：
空氣源熱泵熱水器的技術(shù)現(xiàn)狀
摘要：熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱情，并把它傳遞給被加熱的對(duì)象(溫度較高的物體)，其工作原理與制冷機(jī)相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，所不同的只是工作溫度范周不一樣。臺(tái)壓縮式熱泵裝置，主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、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)一壓縮一冷凝一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中，所謂空氣源熱泵熱水器是把空氣熱源，蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量然后轉(zhuǎn)移到水中。目前國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀為國外起步早技術(shù)較為成熟，國內(nèi)仍處于初步階段，很多技術(shù)難題和技術(shù)障礙急需解決和突破。
關(guān)鍵詞：空氣源熱泵熱水器 研究進(jìn)展 技術(shù)現(xiàn)狀
前 言
在自然界中，水總由高處流向低處，熱雖也總是從高溫傳向低溫。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處，從而實(shí)現(xiàn)水由低處向高處流動(dòng)，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱情，并把它傳遞給被加熱的對(duì)象(溫度較高的物體)，其工作
原理與制冷機(jī)相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，所不同的只是工作溫度范周不一樣。臺(tái)壓縮式熱泵裝置，主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、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)一壓縮一冷凝一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中，所謂空氣源熱泵熱水器是把空氣熱源，蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量然后轉(zhuǎn)移到水中[1]。
工作原理：制冷劑在蒸發(fā)器（空氣交換器）中吸收熱量后以氣態(tài)形式進(jìn)入壓縮機(jī)，被壓縮后變成高溫高壓的氣體（此時(shí)制冷劑中蘊(yùn)含兩部分熱量，一部分是從空氣中吸收過來的Q1，另一部分是輸入到壓縮機(jī)中的電能轉(zhuǎn)化成的熱量Q2），被壓縮過的高溫高壓的氣體進(jìn)入冷凝器（水熱交換器）將其所含的熱量（Q1+Q2）釋放到水中，被加熱的水（最高可達(dá)65度）直接進(jìn)入保溫水箱儲(chǔ)存起來供用戶使用。其工作原理簡圖如下圖1[2]：
圖1原理簡圖
國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望
空氣源熱泵熱水器在國外已有20多年的歷史，特別在我國的近鄰日本、澳大利亞等國的家庭、賓館、企事業(yè)單位，60℃以下的熱水供給70%以上采用空氣源熱泵熱水器。其傳入我國，雖只有短短幾年，但發(fā)展迅猛尤其在酒店、賓館、醫(yī)院、學(xué)校、集體宿舍、美容美發(fā)、恒溫泳池等場所，得到了大量的應(yīng)用，特別是近幾年，空氣源熱泵熱水器在一些城市的新樓盤配套工程中得到了廣泛的應(yīng)用[3]。
熱泵產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用升級(jí)發(fā)展迅猛，從2000年初的直熱式分體空氣源熱水器（一個(gè)主機(jī)加一個(gè)保溫水箱）到目前空調(diào)、熱水器同時(shí)享用，已在國內(nèi)上市的冷氣熱水器可一機(jī)多用，它繼承了空氣源熱泵熱水器的全部優(yōu)點(diǎn)，并獨(dú)創(chuàng)性的具有廚房制冷的功能，完全可以滿足消費(fèi)者安全舒適、節(jié)能環(huán)保、廚房制冷等需求[4]。
能源的緊張和電力裝機(jī)容量的改善、技術(shù)進(jìn)步、國家的政策傾斜以及全社會(huì)大力節(jié)能降耗等外部環(huán)境因素，為空氣源熱泵熱水器品牌的切入帶來了發(fā)展的契機(jī)，冷氣熱水器必將成為繼太陽能熱水器后的又一個(gè)熱水器朝陽產(chǎn)業(yè)。
日本是最早普及熱泵應(yīng)用的國家，第一次石油危機(jī)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(chǔ)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(huì)（JRAIA）統(tǒng)計(jì)，2009年，日本熱泵熱水器的產(chǎn)銷量約為110萬臺(tái)，其中約60萬臺(tái)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(tái)左右。在統(tǒng)計(jì)中，前者的數(shù)據(jù)一般作為空調(diào)統(tǒng)計(jì)。受居住條件限制，在日本，地源熱泵和水源熱泵的應(yīng)用空間有限，家用熱泵幾乎全部為空氣源熱泵[5]。
美國早在第二次世界大戰(zhàn)期間已經(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(duì)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(shí)，充足而廉價(jià)的石油供應(yīng)使熱泵的市場空間迅速消失，以至于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[7]。然而，兩次石油危機(jī)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(píng)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(kuò)大。美國住宅采暖方式以全空氣集中處理方式為主，即整套住宅的室內(nèi)空氣在熱泵機(jī)組進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)后，通過風(fēng)道運(yùn)送到各房間，這種方式與歐盟利用水作為傳熱介質(zhì)與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換的方式不同[8]。因此，用于空調(diào)的熱泵，無論制冷或制熱運(yùn)行，室內(nèi)側(cè)換熱器均直接與空氣換熱，美國的熱泵熱水器通常只用于供應(yīng)生活用熱水，不承擔(dān)采暖負(fù)荷。
國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀和前景分析
空氣源熱泵熱水器作為一個(gè)新興產(chǎn)品，目前還處于成長初期，對(duì)于整個(gè)行業(yè)來說，前景無限廣闊，但是同樣也受到很多因素的制約，怎樣尋找方法突破這些制約，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急[9]?？諝庠礋岜脽崴飨胍M快被大多數(shù)消費(fèi)者接受，還需要真正有實(shí)力的企業(yè)、政府部門的積極引導(dǎo)和長期的推廣宣傳。其次，行業(yè)內(nèi)缺乏產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)突破，技術(shù)門派的多樣性及不規(guī)范性是我國空氣源熱泵熱水器行業(yè)存在的一大問題不同的生產(chǎn)商對(duì)于額定制冷能力下的溫度要求說法不一，從而出現(xiàn)一種錯(cuò)誤說法：空氣源熱泵熱水器只適用于我國南方，不適用于北方[22]。
空氣源熱泵熱水器行業(yè)逐漸成為備受關(guān)注的行業(yè)，這種高效節(jié)能的產(chǎn)品必將成為時(shí)代發(fā)展的趨勢，及時(shí)前景很好，我們也要客觀理性面對(duì)，這樣才能健康長遠(yuǎn)發(fā)展。
結(jié) 論
目前空氣源熱泵熱水器的研究成果包括應(yīng)用新型工質(zhì)以提高系統(tǒng)性能、優(yōu)化控制系統(tǒng)、優(yōu)化除霜系統(tǒng)、設(shè)置水箱智能控制系統(tǒng)、采用高效換熱器、合理配置節(jié)流裝置以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
雖然取得了不錯(cuò)的進(jìn)展，但我們面臨的問題依舊不少，比如，現(xiàn)在大多數(shù)采用的制冷劑R22，價(jià)格便宜，熱力性能穩(wěn)定、安全等級(jí)高，但是其屬于含氟類制冷劑，對(duì)地球臭氧層會(huì)造成破壞。追求綠色環(huán)保的制冷劑是我們當(dāng)前急需解決的問題。此外，傳統(tǒng)儲(chǔ)水箱采用內(nèi)置盤管換熱，制冷劑通過管道直接與水換熱，目前大多盤管采用傳熱性能好的銅管，這種結(jié)構(gòu)有許多缺點(diǎn)，例如：固定方式簡單容易脫落，時(shí)間長容易生銹。同時(shí)，由于該技術(shù)也能很好地與其他技術(shù)相融合，如與太陽能技術(shù)、相變儲(chǔ)熱技術(shù)結(jié)合，發(fā)展?jié)摿薮蟆?
參考文獻(xiàn)
[ 1 ] 張華俊 ， 陳偉 ， 李 勇． 空 氣源 熱泵 熱水器 的研 究與發(fā)展前景 ． 中國 建設(shè)信息供熱制冷， 2 0 0 7 ： 1 1 — 1 3 ．
[ 2 ] 王芳 ， 范曉偉． 我 國空氣源熱泵 的技術(shù)進(jìn)展 [ J ] ． 能源 工程 ． 2002 ( 4 ) ： l 一 3 ．
[ 3 ] 張?zhí)?康 ， 翁 文兵 ， 喻 晶． R 1 3 4 a 、 R 4 1 7 a 和 R 2 2 用于空 氣 源熱 泵 熱水 器 的性 能研 究『 J ] ． 流體 機(jī) 械 ，2 0 1 0 ， 3 8 ( 5 ) ： 7 4 - 7 6 ．
[ 4 ] 劉 杰 ， 陳江平 ． 車用空 調(diào) R 1 3 4 a 的發(fā) 展現(xiàn)狀 和替代情況． 制冷技 術(shù)， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 1 ) ： 3 9 — 4 1 ．
[ 5 ] L o r e n t z e r r G T h e u s e o f n a t u r a l r e f r i g e r a n t s ： a c o m p l e t e s o l u t i o n t o t h e C F C ／ HC F C p r e d i c a me n t [ J ] ． I n t J ． R e f r i g ，1 9 9 5 ， 1 8 ( 3 ) ： 1 9 0 - 1 9 7 ．
[ 6 ] R i e b e r e r R ． C 0 2 a s t h e w o r k i n g f l u i d f o r h e a t p u m p ． A u s t r i a ， G r a z U n i v e r s i t y o f t e c h n o l o g y ， 1 9 9 8 ．
[ 7 ] N E K S A P ． C 0 2 h e a t p u m p s y s t e ms [ J ] ． I n t ． J ． R e f r i g ，2 0 0 2 ：4 2 1 — 4 2 7 ．
[ 8 ] 楊大章 ， 呂靜． C O 制冷特性 和應(yīng)用分 析【 J 】 ． 制 冷空調(diào)與 電力機(jī)械， 2 0 0 9 ， 3 0 ( 1 2 7 ) ： 1 6 - 1 7 ．
[ 9 ] 中國空氣源熱泵產(chǎn) 業(yè)聯(lián)盟． 2 0 0 9 中國空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告【 M 】 ． 2 0 0 9 ： 1 — 4 ； 2 0 4 — 2 0 7 ．
[ 1 0 ] 張 海峰， 王勤 ， 陳光 明 ， 等． 相變儲(chǔ) 熱 型熱泵 熱水器 的設(shè)計(jì)及實(shí) 驗(yàn)研究 【 J 】 ． 制 冷學(xué)報(bào)， 2 0 0 5 ， 2 6( 3 ) ： 2 2 — 2 5 ．
[ 11] 尹茜， 劉存 芳． 太 陽能熱泵 的研究及應(yīng)用[ J ] ． 節(jié)能技術(shù)， 2 0 0 6 ， 2 4 ( 3 ) ： 2 3 6 — 2 3 8
[12] 陳則韶，江斌，史敏，燮高定．影響熱泵COP的因素與節(jié)能途徑分析【J】．流體機(jī)械，2007，(1)：64—68．
[13] 陳振豪，吳靜怡，陸平，熊珍琴，王彩莉．空氣源熱泵熱水器季節(jié)性能實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化運(yùn)行研究[J]．能源技術(shù)，2005，(3)：117·119．
[14] 張潔，張良俊，王如竹，吳靜怡．空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究【J】．太陽能學(xué)報(bào)，2007，(3)：286—289．
[15]陳嘉澍，陳妹，卓獻(xiàn)榮，宋圭臻，徐娓．立桶式家用熱泵熱水器冷凝器性能的研究【J】．仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(2)：12—14．[s] 劇霏，劉超等．儲(chǔ)熱材料在熱泵及其它方面的應(yīng)用[J]．制冷，2006(1)：40—43．
[16] 樊高定，江斌，陳則韶，金從卓等．一種直熱式冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的研究【J】．流體機(jī)械，2007，(7)：47—51．
[17] 韓志濤，姚楊，姜益強(qiáng)，馬最良．空氣源熱泵熱氣除霜問題研究現(xiàn)狀與進(jìn)展【J】．流體機(jī)械，2007，(7)：67—72．
[18]郭俊杰，吳靜恰，王如竹，張潔，許煜雄．空氣源熱泵熱水器節(jié)流特性實(shí)驗(yàn)與分析【J】．太陽能學(xué)報(bào)，2007，(9)：1017—1021．
[19]張秀平，鐘瑜，王磊，蔡松素．熱泵熱水機(jī)(器)性能指標(biāo)及試驗(yàn)方法探討【J】．流體機(jī)械，2007，(Jo)：68—70．
[20]顧小尉，王玉軍，盧譚，丁亮．空氣源熱泵熱水機(jī)高溫工況運(yùn)行研究與實(shí)驗(yàn)【J】．制冷與空調(diào)，200"／，(5)：47—49．
[21]張旭．熱泵技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版杜，2007．
[22] B.D. Sloane, R.C. Krise, D.D. Kent, Energy Utilization Systems,Inc., Demonstration of a heat pump water heater, A subcontracted report, ORNL/Sub-7321/3, December, 1979.
[23] Carl C. Hiller, Dual-tank water-heating system options, ASHTAE Transcations 102 Part 1 (1996) 1028–1037.
[24] B.J. Huang, F.H. Lin, Compact and fast temperature-response heat pump water heater, American Society of Mechanical Engineers (Paper) 97-AA-26 (1997) 4.
[25] Hiroml Hasegawa et al., Development of two-stage compression and cascade heating heat pump system for hot water supply, ASHRAE Transactions 102 (1) (1996) 248–256.
[26] J. Ji et al., Performance simulation and experiment of an air conditioner incorporated with a water heater in cooling and hot water supply, Heating Ventilating and Air Conditioning 33 (2) (2003)19–23.
[27] Jie Ji et al., Performance of multi-function domestic heat-pump system, Applied Thermal Energy 80 (2005) 307–326.
[28] Vince C. Mei et al., A study of a natural convection immersed condenser heat pump water heater, ASHRAE Transactions 109 Part 2 (2003) 3–8.
[29] G.L. Morrison, T. Anderson, M. Behnia, Seasonal performance rating of heat pump water heaters, Solar Energy 76 (2004) 147–152.