文献综述-空气源热泵热水器

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1、空气源热泵热水器0•引言能源是当今各个国家可持续发展中的重要课题。我国经济己经经历了近30年的高速增长，而支持我国经济快速发展的基础之一是能源利用水平的迅速提高。但是随着经济规模的迅速扩大，能源资源缺乏、结构不够合理、环境污染严重等问题日益突出。党的十八大提出了到2020年国内生产总值要比2000年再翻两番的宏伟战略目标，这对能源安全等问题提出了更高的要求。在新的形势下，我国有必要大力发展可再生能源⑴’。而热泵产品是当今世界先进的节能产品之一,空气源热泵热水器就是在这种背景下被人们所重视及推崇起来的。1课题研究背景及意义1.1能源

2、是人类活动的物质基础在某种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在节约不可再生能源的同时，人类还在寻求开发利用新能源以适应人口增加和能源枯竭的现实，这是历史赋予现代人的使命，而新能源有效地开发利用必定要以高科技为依托。如开发利用太阳能、风能、潮汐能、水力、地热及其他可再牛的自然界能源，必须借助于先进的技术手段，并且要不断地完善和提高，以达到更有效地利用这些能源⑵。同时尽量减少不可再生能源的消耗，提高能源的使用效率也是节能技术中的一个重要课题。屮国是目前世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长，为

3、经济社会发展提供了重要的支撑。能源消费的快速增长，为世界能源市场创造了广阔的发展空间。中国己经成为世界能源市场不可或缺的重要组成部分，对维护全球能源安全，止在发挥着越来越重要的积极作用。1・2中国能源资源有的特点新中国成立以来，不断加大能源资源勘查力度，组织开展了多次资源评价。中国能源资源有以下特点：1）能源资源总量比较丰富；2）人均能源资源拥有量较低；3）能源资源赋存分布不均衡；4）能源资源开发难度较大。1.3小结随着资源环境问题的日益突出，节能减排工作己成为我国政府的工作重点，可再生能源的开发和利用得到了前所未有的重视和发展。

4、近年来，空气源热泵技术作为安全、节能、环保、高效的可再生能源真空泵技术已日趋成熟，被国内不少专家和企业看好。热水器行业中的空气源热泵热水器行业发展迅速，逐渐从商业应用步入到寻常百姓家庭，同吋随着推广力度的加大，空气源热泵新一代热水器也正为我国的环保事业贡献着更大的力量。2•热泵热水器国内外发展情况2.1国外研究状况1824年，卡诺提出热-功转换概念即“卡诺循环”，奠定了热泵的理论基础。1850年，开尔文在此理论的基础上，提出了“逆卡诺循环”的热泵概念。从此以后，世界各国开始对热泵技术的研究，热泵产业得到很大的发展⑶。从目前的研究现

5、状來说，在技术创新上，1998年PetterNeksa等提出了利用二氧化碳作为空气源热泵热水器工质来解决R22的温室效应问题，并口开发样机进行实验研究。该系统在气候环境0°C的情况下能够把水的温度从9°C升高到60°C,并且COP值高达4.3。二氧化碳热泵系统不仅比电加热设备减少75%的能耗，并且另外一个特点就是出水温度很容易可以达到90°C[4]oMasahiroKobayashi对低温寒冷地区进行了C02热泵热水器研究，为口本寒冷地区的C02热泵热水器使用提供依据㈤。在系统结构方面，美国学者Stefans.Bertsch[6-

6、等通过对带中间冷却器的双级压缩循环、带经济器的双级压缩循环、复叠式循环三种循环进行稳态模拟，认为在一30°C环境温度下复叠式循环具有最好运行特性oSatoruOkamoto研制的热泵系统利用海水作为低温热源，向房间进行供热⑺。由于单热源热泵系统很多时候受到气候、地域的限制，因此近年来不少高校、研究所都在从事复合热源热泵系统的研究，例如晴天可以充分利用太阳能，阴雨天则可以采用空气源热泵辅助供热⑹。在动态模拟上，G.L.Morrison⑼等提岀了利用Trnsys仿真软件对热泵进行全年综合性的动态仿真，并且评定了各类热泵性能等级；Min

7、sungKin?°等对热泵热水器的不同型号水箱进行动态模拟，认为水箱体积越小，瞬间性能退化越大；相反水箱体积越大，热量损失越快。ChristianJ.L.Hermes等利用热力学第一定律对家用冰箱的开启闭合建立了瞬间动态仿真，对比实验数据表明误差值在10%rt[u]o总之，目前国外针对普通的定频空气源热泵热水器进行了很多研究,取得了一定的成果，例如，针对定频空气源热泵热水器目前存在的问题,提出了一种直流变频空气源热水器问。面对国际上正在限用IICFC类制冷剂，国外IICFC-22的主要替代物为R407C、R410A和HFC-134

8、a等。有关HCFC—22的替代物,从环保性能、使用性能和经济成木等方面来讲，都不是太理想，国外正在做进一步的探索和研究叫22国内研究状况我国的热泵研究相对其他发达国家的热泵发展来说，有一段明显的滞后期[H]o目前，空气源热泵热水器的理论基础渐趋成熟