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空气能热泵热水机的应用研究起始于二战期间, 在国外已经有五十多年的历史。但是, 国内对热泵热水机的研究和利用尚处于起步阶段。热泵热水机是利用热泵原理, 从周围环境介质中吸收热量来制取生活热水的热泵装置。常规热泵热水机, 包括地源热泵、水源热泵、空气源热泵等几种机械压缩式热泵形式, 其应用已很普遍。热泵热水机在欧美等高能耗国家已很普及, 甚至在南非等发展中国家也有较大发展, 200 0 年的统计数字显示, 热泵热水机在南非商业热水器市场份额已经达到了 16 %。从节约能源和环保的观点来看,热泵热水机具有独特的优点和市场前景。在热泵装置发明的早期, 人们就尝试用热泵制取热水。但热泵热水机的大量应用是在第二次世界大战之后的事情。初期的热泵热水机主要是大型的工艺用热泵, 第二次世界大战的爆发, 一方面影响与中断了空调热泵的发展, 另一方面战后能源的短缺促进了大型工艺用热泵热水系统的发展。在物料的浓缩工艺中, 只需将蒸发装置中产生的废气用压缩热泵提高一些温度便可重复用于对装置的加热, 热泵热水机在这种场合下使用因温升少, 其制热系数极高。同样在精馏装置中应用热泵的经济性也非常好。热泵热水机在二次大战中也直接用于战事装备,如美国制造了一万台蒸馏热泵为上百万的人提供饮用水。小型热泵型热水器从 20 世纪 50 年代起在一些家庭中使用,最近 20 年,一方面随着生产工艺的进步,热泵热水机的可靠性、实用性有了很大提高; 另一方面各国对环保节能概念的越发重视, 使热泵热水机的发展重现生机,国外出现了一些生产热泵热水机的公司。如 Metro ( 丹麦)、 Pro-Elektra ( 瑞士)、 Temcor ( 美国)等。热泵热水机的优势在于: (1) 显而易见的节能效果; (2) 可“移峰填谷”, 开发低谷用电; (3) 可实现热水、采暖、供冷一体化, 提高能源利用效率; (4) 便于地热、建筑废热等低品位能源的利用、回收。但从技术角度而言, 由于冷凝温度和压力的提高, 对热泵压缩机可靠性和效率提出了更高的要求,因此常规热泵热水技术要提供 55℃以上的热水有一定的困难,这也是国内热泵热水机的普及受到限制的一个重要原因。进一步的可行性研究表明, 与其他家用热水器相比, 热泵热水系统具有更高的经济性,它的初投资预期回收年限为 2~3 年。以环境大气为热源, 在热水储水箱中放置沉浸式盘管的热泵系统可取得较好的使用效果。在上世纪 80 年代初期,空气源家用热泵热水系统在美国每年的销售量超过 10000 套。但初期的产品由于售价高、维护困难、噪声大、可靠性差、使用期有限等原因, 使热泵热水机市场没有得到很好的发展。这些热泵热水机技术和产品的设计重点在于制取生活热水, 供应热水是它们的主要任务,热泵同时具有的空调能力则被作为辅助功能。前期家用热泵热水机的加热功率小,只有普通电热水器功率的 40 %~ 100 %或者燃气热水器功率的 30 %~ 50 %。为了使用方便,一般需要配置较大的储水箱和控制系统。然而,较大的水箱费用较高, 占用空间较大, 为达到设定温度需要更多的加热时间。也有一些设计者在系统中加入辅助电加热器以便在用水高峰时使用, 但这将会增加用电高峰时的用电功率, 降低系统效率。在国内, 中科院广州能研所率先开发成功了高温地源热泵,最高输出温度达到 75℃,该系统除提供冬季