日本大金公司推出了采用單級擺動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的二氧化碳熱泵熱水器。系統(tǒng)額定耗功 1.21kW ,蒸發(fā)器置于室外,可提供 65~90 ℃ 的熱水,儲水箱容量為 300 升 /370 升,其額定制熱量 4.5kW ,標(biāo)準(zhǔn)狀況下(室外空氣溫度 16 ℃ /12 ℃ ,進(jìn)水溫度 17 ℃ ,出水 65 ℃ ) COP 可達(dá) 3.72 ,噪聲 45 分貝。同期,松下也推出了自己的水箱容量為370升的二氧化碳熱泵熱水器。
日本東京大學(xué)環(huán)境研究所 Jianfeng Wang 和 Eiji Hihara[8] 對二氧化碳熱泵熱水器建立了住址模型并與 R22 熱泵熱水器進(jìn)行了對比運(yùn)算。仿真結(jié)果表明: 二氧化碳熱泵熱水器的 COP 小于 R22 熱泵熱水器;當(dāng)帶有內(nèi)部熱交換器時,將達(dá)到與 R22 熱泵熱水器相當(dāng)?shù)乃剑菈嚎s機(jī)出口溫度將會明顯上升,最優(yōu)冷凝壓力下的供熱量也會明顯下降。由于其仿真的結(jié)果未經(jīng)實(shí)驗驗證,該模型尚有待進(jìn)一步完善。二氧化碳熱泵熱水器的問題與對策二氧化碳熱泵熱水器所面臨的問題主要在于繼續(xù)提高效率和不斷降低成本。技術(shù)進(jìn)步與工業(yè)化批量生產(chǎn)是降低成本的主要動力,而效率的提高則只能依賴于技術(shù)的進(jìn)步。目前來說,二氧化碳 熱泵熱水器提高效率的主要途徑有以下幾條:
① 新型高效 二氧化碳 壓縮機(jī)的開發(fā)與改進(jìn)。
例如,以日本三洋公司開發(fā)的雙級滾動活塞壓縮機(jī)為代表的雙級壓縮機(jī)使結(jié)構(gòu)更緊湊,系統(tǒng)布置更靈活,而且雙級壓縮會減小壓差,減小泄露和機(jī)械損失,能夠顯著地提高系統(tǒng)效率和壓縮機(jī)的效率,將是未來壓縮機(jī)發(fā)展的一個方向(見圖 5 )。另外日本 DENSO 公司和 Daikin 公司等也在努力開發(fā)新型高效 二氧化碳 壓縮機(jī)。
② 膨脹壓縮機(jī)的研制。在 二氧化碳跨臨界循環(huán)中,降低膨脹部分的損失,是解決效率的有效途徑。利用膨脹機(jī)的輸出功率驅(qū)動壓縮機(jī)完成壓縮過程,使膨脹機(jī)與壓縮機(jī)組成一體而形成膨脹壓縮機(jī),這種膨脹壓縮機(jī)將成為二氧化碳 循環(huán)中特有的組成部分。
③ 高效 二氧化碳 跨臨界循環(huán)換熱器的研制。例如日本三洋公司開發(fā)的防止重結(jié)冰的新型換熱器。
④ 合理利用低品味能源或可再生能源并探討熱水供應(yīng)與其它供熱方式的耦合問題。
⑤ 二氧化碳 熱泵熱水器先進(jìn)控制方式的研究。 結(jié)論 二氧化碳熱泵熱水器與傳統(tǒng)燃?xì)鉄崴飨啾染哂械湍芎模ㄒ话憧晒?jié)能約 30% ),對環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn);與傳統(tǒng)熱泵熱水器相比具有供熱水溫度范圍大,能提供高溫?zé)崴膬?yōu)點(diǎn)。將 二氧化碳 熱泵與儲水箱組合可以利用夜間低谷電,提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。若將二氧化碳熱泵熱水器與蓄熱系統(tǒng)組合,可使儲水箱體積減小,則整個系統(tǒng)更為小巧輕便。開發(fā)適于二氧化碳熱泵熱水器的高效壓縮機(jī)和耐用高壓的高效換熱器以及完善的控制策略將是以后二氧化碳熱泵熱水器研究的三大重點(diǎn)。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,二氧化碳熱泵熱水器將會以其特有的優(yōu)勢成為 21 世紀(jì)熱水器市場上最為耀眼的明星。
日本東京大學(xué)環(huán)境研究所 Jianfeng Wang 和 Eiji Hihara[8] 對二氧化碳熱泵熱水器建立了住址模型并與 R22 熱泵熱水器進(jìn)行了對比運(yùn)算。仿真結(jié)果表明: 二氧化碳熱泵熱水器的 COP 小于 R22 熱泵熱水器;當(dāng)帶有內(nèi)部熱交換器時,將達(dá)到與 R22 熱泵熱水器相當(dāng)?shù)乃剑菈嚎s機(jī)出口溫度將會明顯上升,最優(yōu)冷凝壓力下的供熱量也會明顯下降。由于其仿真的結(jié)果未經(jīng)實(shí)驗驗證,該模型尚有待進(jìn)一步完善。二氧化碳熱泵熱水器的問題與對策二氧化碳熱泵熱水器所面臨的問題主要在于繼續(xù)提高效率和不斷降低成本。技術(shù)進(jìn)步與工業(yè)化批量生產(chǎn)是降低成本的主要動力,而效率的提高則只能依賴于技術(shù)的進(jìn)步。目前來說,二氧化碳 熱泵熱水器提高效率的主要途徑有以下幾條:
① 新型高效 二氧化碳 壓縮機(jī)的開發(fā)與改進(jìn)。
例如,以日本三洋公司開發(fā)的雙級滾動活塞壓縮機(jī)為代表的雙級壓縮機(jī)使結(jié)構(gòu)更緊湊,系統(tǒng)布置更靈活,而且雙級壓縮會減小壓差,減小泄露和機(jī)械損失,能夠顯著地提高系統(tǒng)效率和壓縮機(jī)的效率,將是未來壓縮機(jī)發(fā)展的一個方向(見圖 5 )。另外日本 DENSO 公司和 Daikin 公司等也在努力開發(fā)新型高效 二氧化碳 壓縮機(jī)。
② 膨脹壓縮機(jī)的研制。在 二氧化碳跨臨界循環(huán)中,降低膨脹部分的損失,是解決效率的有效途徑。利用膨脹機(jī)的輸出功率驅(qū)動壓縮機(jī)完成壓縮過程,使膨脹機(jī)與壓縮機(jī)組成一體而形成膨脹壓縮機(jī),這種膨脹壓縮機(jī)將成為二氧化碳 循環(huán)中特有的組成部分。
③ 高效 二氧化碳 跨臨界循環(huán)換熱器的研制。例如日本三洋公司開發(fā)的防止重結(jié)冰的新型換熱器。
④ 合理利用低品味能源或可再生能源并探討熱水供應(yīng)與其它供熱方式的耦合問題。
⑤ 二氧化碳 熱泵熱水器先進(jìn)控制方式的研究。 結(jié)論 二氧化碳熱泵熱水器與傳統(tǒng)燃?xì)鉄崴飨啾染哂械湍芎模ㄒ话憧晒?jié)能約 30% ),對環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn);與傳統(tǒng)熱泵熱水器相比具有供熱水溫度范圍大,能提供高溫?zé)崴膬?yōu)點(diǎn)。將 二氧化碳 熱泵與儲水箱組合可以利用夜間低谷電,提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。若將二氧化碳熱泵熱水器與蓄熱系統(tǒng)組合,可使儲水箱體積減小,則整個系統(tǒng)更為小巧輕便。開發(fā)適于二氧化碳熱泵熱水器的高效壓縮機(jī)和耐用高壓的高效換熱器以及完善的控制策略將是以后二氧化碳熱泵熱水器研究的三大重點(diǎn)。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,二氧化碳熱泵熱水器將會以其特有的優(yōu)勢成為 21 世紀(jì)熱水器市場上最為耀眼的明星。





