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热泵:热水器的未来?

    近年来,    不过。一些新的技术正在快马加鞭地向前发展,不仅让我日常生活更加便利,同时也指向了正在向我招手的新的投资机会,除了已经广为人知的太阳能热水器以外,热泵热水器很有可就是其中一种。

    从空气中吸收能量

    实际上,热泵技术本身就是这几年来在全世界备受关注的一种新能源技术。如同水是从高处往低处流一样,热量也总是从高温处向低温处流动,但是正如人们可以使用水泵把水从低处抽到高处一样,热泵也可以将热量从低温处抽到高温处。

    所以,热泵的制热作用,其本质就是从周遭自然界中吸取热量,通过电力做功,将这些热量传递到被加热的高温物体。由于热泵使用在热水器中时,经常是从周围空气中吸取热量,因此又被称为空气能热水器。

    这种技术工作的整体流程其实也并不复杂,过热液在蒸发器内吸收低温物体的热量后蒸发成气体,气体经过压缩机压缩成高温高压气体,高温高压气体在冷凝器中将热能释放给高温物体,自身变为高压液体媒体,最后在膨胀阀中减压,再度成为过热液进入蒸发器,继续开始循环。

    概括地说,热泵热水器,实际上就是让媒质不断完成蒸发(吸取环境中的热量)压缩→冷凝(放出热量)节流→再蒸发的热力循环过程,从而将环境里的热量转移到水中的节能热水器装置。

    而在这个流程中不断循环的媒质,名字叫冷媒,液化的状态下常温低于零下20摄氏度,所以与外界温度存在着温差,才能够吸收外界环境中贮存的温度,然后再在不断的状态变化中释放热量给水罐中的储用水。如此反复循环工作,空气中的热能被不断“泵”送到水中,使保温水箱里的水温逐渐升高,最后达到55℃左右,正好适合人们洗浴。

    这个过程中,由于电只是用于做功于冷媒使其热能释放出来,而不是用在直接加热,所以用电量很少,夏季气温高时,生产一吨热水约损耗5~6度电,冬季寒冷的天气约损耗20~25度电,全年平均不超过15度电。

    因此,这种技术在能源利用方面的益处是虽然在将热量从低温提升至高温物体时会消耗一部分电力能量,但相比其挖掘周边环境介质中贮存的热能并加以利用,这种消耗的能量仅占最后利用能量中的一小部分,所以总体来说是充分利用了环境中的余热,使能源得到节约利用。

    比如,根据一些资料测算,热泵技术在节能方面,热效率达到460%中科院能源所教授李凡就算了一笔账,将1吨水从平均温度15℃加热至55℃为例,电价标准统取值0.62元/千瓦时(度)电热水器所需费用是30.5元,然而空气能热水器只需7.22元,也就是说,空气能热水器所耗费的电量只是电热水器的1/4不仅仅如此,空气能热水器能耗也是燃气热水器的1/3太阳能热水器的2/3而且该产品不向外界释放任何废气、废水、废渣。

    这里还有另一组对比数据:使用热泵的热水器仅用1度电就可以从空气中吸收3千瓦左右的热量,加上输入的1度电能,热泵热水器耗费1度电,则实际产生的热量能达到3.5千瓦~4千瓦左右。与电热水器1度电最多只能产生1千瓦的热量相比,热泵热水器的节能效果不言而喻。

    历史悠久的新技术

    其实,虽说是一项新能源技术,但热泵技术的起源能够追溯到19世纪卡诺和开尔文的理论。直到1912年瑞士的苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖,才出现了世界上第一套热泵系统。

    而从20世纪40年代到50年代早期,热泵工业才开始得到迅速发展,进入早期发展阶段。20世纪70年代开始,热泵工业进入了第一个黄金发展时期,国际能源机构和欧洲共同体,都制定了大型热泵发展计划,热泵被广泛应用于空调和工业领域。

能源日益短缺的今日,热泵技术无疑又迎来了第二个黄金发展期,尤其是以其经过改进发展成熟的技术,以及高效回收低温环境热能的特点,借节能环保之东风,再度成为新一轮能源科技的发展机会。

    那么,目前热泵热水器在市场上究竟走到哪一步呢?概况地说,商用市场已初成气候,但家用市场仍然有待开拓。

    比如说,许多对热水都有需求的学校、酒店、洗浴中心等商业机构较能够接受热泵热水器。商用机业务基本上是热泵热水器市场中的主要产品。而家用市场上,目前还是由电热水器和燃气热水器占据大半江山,热泵热水器还处在边缘地位,面临多项市场瓶颈。根据公开资料显示,热泵热水器在2010年销量约计40亿元,和其他热水器相比如冰山一角。

    首先就是市场价格问题。目前市场上家用热泵热水器价格大约在3000~6000元左右。相对于其他热水器而言,一次性投入较大,让许多对热泵热水器节能效果认知度不高的消费群体望而却步。

    另外,一些产品对环境温度的适应性问题也阻碍了热泵热水器的发展,比如说,一些热泵热水器正常运行的室外温度不能低于-10℃,否则工作能效将出现显著降低,这曾是热泵热水器进军北方市场的一大技术难题。热泵网总编朱勇在接受记者采访时,以“南温北冷”四个字概括了热泵热水器的市场表现。

    朱勇还表示,目前从事研发生产热泵热水器的企业规模普遍较小,如果几个领先企业的产能都达到10万台以上,市场才谈得上春天快到

随着研发、推广力度的逐步加强,热泵的价格和应用范围在近几年也开始越来越贴近消费者需求。比如随着行业竞争明显和技术进步,热泵热水器的整体价格近年已经开始呈下降趋势。而更深入的研发也正在力图使热泵热水器摆脱低温环境的不利影响。

将1吨水从平均温度15℃加热至55℃为例, 算一笔账。电价标准统取值0.62元/千瓦时(度)电热水器所需费用是30.5元,然而空气能热水器只需7.22元,也就是说,空气能热水器所耗费的电量只是电热水器的1/4

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