在能源問題和空氣污染的大環(huán)境下，環(huán)保新能源的開發(fā)與借助得到了更加多人的關注。空氣能熱泵技術作為一種節(jié)能的新技術被借助到空氣能熱水器中，自開發(fā)以來，因其具備節(jié)能、安全、環(huán)保、方便等優(yōu)勢慢慢在熱水器領域中大展身手。空氣能熱水器對比其他熱水器（燃氣熱水器、電熱水器、太陽能熱水器）有以下優(yōu)勢：

（1）節(jié)能。空氣能熱水器在熱泵技術的基礎上借助小量電量將空氣中的低溫熱能運輸至熱水中以致完成水加熱。通過得到大量空氣中的低溫熱能，其能效比高達4.5。

（2）安全。空氣能熱水器在加熱過程中使用了水電分離設計，防止造成漏電、觸電危險；加熱過程無燃料輸送，可防止因燃料泄露引發(fā)的火災、中毒等危險。

（3）環(huán)保。空氣能熱水器制熱過程是借助工作介質(zhì)來完成能量轉(zhuǎn)換，零污染環(huán)境的廢棄物排放，所以達到環(huán)保的效果。

（4）方便。空氣能熱水器安裝方便，不管是在室外或者室內(nèi)，只需有安裝空間就可以得到空氣熱能。與此同時空氣能熱水器受外界環(huán)境條件的影響較小，冬天、陰雨天均可完成制熱。

空氣能熱水器工作原理圖

2空氣能熱水器工作原理

空氣能熱水器又名空氣能熱泵熱水器，是借助逆卡諾循環(huán)的原理，通過做功將熱能從低溫物體運輸至高溫物體。空氣能熱水器主要由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥四大核心部件和風機、干燥過濾器、儲液罐、智能控制器等配件組成。如圖1所示，空氣能熱水器工作過程中，工作介質(zhì)（又名冷媒，沸點低）進入蒸發(fā)器，在風機的作用下，空氣中的大量熱能在蒸發(fā)器中被交換吸收，工作介質(zhì)吸收了熱能后溫度升高，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)；

氣體形態(tài)的工作介質(zhì)進入空氣壓縮機，借助小量的電量將工作介質(zhì)轉(zhuǎn)變成高溫高壓的氣體；經(jīng)壓縮后的高能工作介質(zhì)進入冷凝器與水進行熱交換后釋放熱能，水吸收了熱能后溫度升高，工作介質(zhì)的能量降低并由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)；轉(zhuǎn)變成液態(tài)的工作介質(zhì)進入膨脹閥經(jīng)節(jié)流處理后重新進入蒸發(fā)器開始下一輪循環(huán)。

空氣能熱水器在借助小量電量的情況下，借助熱泵技術將熱能從低溫物體運輸至高溫物體，能夠 有效的借助空氣中的熱能。根據(jù)能量守恒定律：

Q2=W+Q1

Q2為熱水得到的總能量，W為壓縮機消耗的電量，Q1為空氣中吸收的熱能。

空氣能熱泵的能效比用COP表示，COP是熱水得到的總能量與消耗電量的比值；

即COP=　Q2/W。

COP=Q2/W=(W+Q1)/W=1+Q1/W

由上式可以知道空氣能熱水器的能效比COP恒大于1，說明運用熱泵技術制熱吸取的總能量恒大于做功用的電量，從而達到節(jié)能的效果。

空氣能熱泵能量轉(zhuǎn)換示意圖

3應用案例

3.1項目概況

該工程項目駐地內(nèi)有1幢2層辦公樓和2幢2層宿舍樓，2個公共洗浴間，其中宿舍樓內(nèi)含有10個獨立衛(wèi)生間。工程項目共有辦公人員43人，根據(jù)《建筑給水排水設計規(guī)范》，熱水用水定額設為60L/人.d，每天最大的熱水用量為2.58m3，熱水出水溫度定為55℃。

該工程項目離城鎮(zhèn)較遠，燃氣管道沒有辦法接入，沒有辦法使用燃氣熱水器。太陽能作為清潔能源在熱水器行業(yè)也獲得了廣泛的應用，但太陽能熱水器受天氣條件的影響比較大，陰雨天氣時需增加電輔助加熱。結(jié)合工程項目地理環(huán)境和實際情況使用空氣能熱水器為工程項目提供生活熱水。空氣能熱水器熱水供應系統(tǒng)如圖3所示。

空氣能熱水器熱水供應系統(tǒng)圖

空氣能熱水器是一種節(jié)能、高效、安全環(huán)保、適用性較強的新一代熱水器，將會在熱水器行業(yè)中獲得更廣泛的應用。

空氣能熱水器熱水供應系統(tǒng)圖