空气能热水器的应用与扩展(上)

浙江豪瓦特节能科技有限公司 ■ 韩广田

一 空气能热水器的问世是历史的必然

随着人们生活质量的不断提高，常规能源的消耗日趋增加，环境污染日益严重，全民的环保节能意识不断提升，这就为节能环保产品提供了发展的契机。空气能热水器因为节能环保等优点为越来越多的大众所接受，在短短十几年时间里发展成一个行业，而且逐渐壮大，这是历史的必然，也是由需求决定的。

有人评价中国的空气能热水器生产企业过多、鱼龙混杂，其实与太阳能热水器、电热水器、燃气热水器相比，应当说空气能热水器的生产企业并不算多。目前，空气能热水器在热水器市场的占有率也不过5%。任何一个新事物的出现总是避免不了各种各样的问题，需要靠大家不断努力找出问题、解决问题、不断完善。优胜劣汰，市场会做出正确的选择，那些诚信优良的企业得以生存；粗制滥造，生产低劣产品的企业肯定会被淘汰。总之，节能减排的大趋势会推动空气能热水器行业的发展。

二 空气能热水器发展过程中出现的主要问题

空气能热水器经过我国生产企业的不断改进，无论是产品的功能还是外观都得到了极大的提升。除了节能环保优势外，空气能热水器的安全可靠、方便舒适等方面也可以和其他三类热水器相媲美，而家电巨头的介入更是加速了其发展。但目前空气能热水器还存在一个严重的误区，即明明是热水器产品，却硬是做空调产品处理。空调产品因为工作条件关系采用变频技术节能、高效，且成本相对较高，而空气能热水器家用机，150L机组在标准工况条件下一个多小时可烧热一箱水。有人硬要把空气能热水器往空调靠，也提变频，这岂不是一种资源的浪费？参照现行的价格生产企业的利润已经很低，消费者尚难以接受，若做成变频其价格将会更高。

此外，关于家用空气能热水器实际应用节能效果差的问题反应强烈。商用机采用大循环方式也存在加热工作时间长，冬季结霜严重、除霜难，温差循环方式连续出现高温段加热能效低，水箱保温效果差，昼夜降温达10℃以上以及工程质量差、落地安装楼面防水无法施工、噪音严重、除霜不彻底等问题。

空气能热水器因冷凝温度高，停机后会出现“冷媒迁移”现象。如果不解决，冷凝器中的冷媒会大量移向蒸发器，再次启动压缩机时很可能直接进入压缩机，造成的液击程度比空调严重得多。解决这一问题最可靠的方法是在冷凝器与节流装置中间加装一个匹配的储液罐，起缓冲和储液双重功能，可以同时把冷凝器(如套管、盘管)中冷凝后的液态冷媒引入储液罐，保证冷凝器的换热面积，提高整机效率。

空气能热水器对制冷剂的要求是有较高的临界温度、较低的排气温度、较大的冷凝潜热、低冷凝压力、低蒸发温度。

从以下检测结果验证表和几种市场现有制冷剂物理性能对比表(表1、表2)可以看出，目前商品制冷剂尚没有一种适用于空气能热水器。目前多数厂家使用R22，也有厂家选用R417替代，结果是制热效率较R22低10%，而不得不通过加大蒸发器和冷凝器的换热面积来弥补。冷媒的替代过程不能完全遵从于空调产品，这是因为空气能热水器要求全年制热工作，必须蒸发温度低、冷凝温度高。从理论上讲，可以开发出适合空气能热泵热水器的制冷剂，并且已经有较成功的案例。但是诸多的因素，如原材料、价格、市场需求量等问题以及最主要的认证程序问题，要取得美国国家环保总局《SNAP计划》认证，中间存在费用和科技壁垒，所以即使有人研发出适合的制冷剂，也没有能力获取认证。

表1

表2 几种制冷剂物理性能对比表

三 几种可行的应用方案

在十几年的推广应用中，空气能热水器商用型应用在酒店、宾馆、学校、医院等用水量大的地方突显成效，主机的工作时间多数达到总时数的50%以上，性价比合理。根据黄河流域以南地区的不完全统计，一般对用户的保证为全年平均热水用电量为13kWh/t，与其他常规能源相比有明显优势。

空气能热水器实际应用中主要有大循环加热方式、定温放水加热方式、直接过水加热方式和静止加热方式4种。

1大循环加热方式(图1)

图1 大循环加热系统安装示意图

这种加热方式的特点是系统简单、施工方便、投资小，适用于集中用水的场合，一箱水用完再放满水进行加热，是节能运行的方案。如果是连续用水随时补水，就会因温差加热控制主机启动长期工作在40～55℃高温段，为系统工作COP值最低的温区，没有明显的节能效果。所以大循环加热方式在连续用水的工作环境，不可采用。

2定温放水加热方式(图2～图4)

图2 定温顶水系统安装示意图

图3 定温放水系统安装示意图

图4 定温放水系统安装示意图(溢流式)