――理論與實(shí)踐
一、制熱效率和使用效率的區(qū)別：
目前市場上在售的空氣源熱泵熱水器，結(jié)構(gòu)上通常由兩大部分組成：即裝有壓縮機(jī)及蒸發(fā)器的主機(jī)部分，和具有保溫層的保溫水箱部分，這一部分可以裝有冷凝器，也可以不裝有冷凝器，其主要功能是承擔(dān)熱水器的熱量儲(chǔ)存。
保溫水箱似乎是熱泵熱水器不可或缺的重要組成部分，但是實(shí)際上，熱泵熱水器采用保溫水箱是個(gè)不得已的選擇：由于人們?cè)诹茉r(shí)所需要的熱功率往往高達(dá)10Kw以上，（例如進(jìn)水溫度為10℃，出水溫度為42℃，出水量為8L時(shí)的加熱功率即為17.86Kw），如果采用電直接加熱（即開即熱）使用，這個(gè)功率是大多數(shù)家庭的電線和電表難以承受的，所以盡管即開即熱式電熱水器的效率遠(yuǎn)高于儲(chǔ)熱式電熱水器，但多數(shù)用戶還是不得不使用儲(chǔ)熱式電熱水器，用較長時(shí)間的加熱來儲(chǔ)存足夠滿足較短時(shí)間使用的熱水，而那些標(biāo)稱功率范圍在5-8Kw的即開即熱式電熱水器，在寒冬季節(jié)就只能供應(yīng)很小水量的熱水。
即開即熱的熱水器，由于沒有長時(shí)間儲(chǔ)熱時(shí)的熱量散失，其使用效率一定比儲(chǔ)熱式熱水器要高，只是對(duì)安裝的要求較高，許多場合難以滿足。而加熱功率較大，并且加熱功率容易調(diào)節(jié)的燃?xì)鉄崴?，就根本不必采用?chǔ)熱裝置；只有加熱能力不足或難以調(diào)節(jié)，或者加熱時(shí)間與使用時(shí)間不一致的熱水加熱裝置，才會(huì)采用保溫水箱。
在熱泵業(yè)內(nèi)有一個(gè)尚未引起業(yè)界的注意的問題：即“殘余熱量”，一個(gè)小型家用熱泵系統(tǒng)的保溫水箱，動(dòng)輒數(shù)百升，z*小也有100升，在使用完畢后，保溫水箱內(nèi)的熱水溫度是高于使用溫度的，也就是說，它還具有相當(dāng)大的“殘余熱量”，如果我們把熱泵制造熱水的效率定義為“制熱效率”的話，那么還應(yīng)該有一個(gè)“總使用效率”，即用戶z*終使用的熱能與其所支付的代價(jià)之比。
由于加熱和使用方式的不同，制熱效率與使用效率也不相同：在即開即熱的熱水器中，制熱效率與使用效率基本上是一致的，但是對(duì)儲(chǔ)熱式的熱水器來講則有很大的區(qū)別：保溫過程本身就是一個(gè)耗散熱量的過程，另外，在儲(chǔ)熱式熱水器中，還存在一個(gè)剩余熱量的問題，也就是說，當(dāng)用戶使用完畢后，在儲(chǔ)熱水箱里一定還存在著一部分不能利用的熱量，我們稱其為“殘余熱量”，這也是所有儲(chǔ)熱式熱水裝置的一項(xiàng)重要損失。
殘余熱量：這一點(diǎn)在家用熱泵熱水器中表現(xiàn)十分突出，由于熱泵熱水器難以提高熱水的溫度，為了儲(chǔ)存足夠的熱量，不得不配備碩大的保溫水箱，并且要靠自來水壓力方可流出熱水，冷熱水的混合使得使用完畢后，箱內(nèi)的熱水平均溫度高于使用溫度，這部分的熱量，只有在長時(shí)間的等待間隔內(nèi)散失，熱泵加熱的“制熱效率”盡管很高，但是由于“殘余熱量”的存在，會(huì)大幅度降低它的總效率。
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一批新技術(shù)在國際節(jié)能減排博覽會(huì)上亮相相變儲(chǔ)熱熱泵機(jī)組 有效提高系統(tǒng)熱效率地埋管換熱器熱響應(yīng)試驗(yàn)測(cè)試儀應(yīng)用研討
在熱泵熱水器的用戶中，有相當(dāng)一部分人感覺到熱泵并沒有他的宣傳者介紹的那樣節(jié)能，很多就是因?yàn)檫@樣的原因：過大的保溫水箱，由于冷熱水混流的原因，必然導(dǎo)致大量的殘余熱量，在極端的情況下，這樣的熱泵熱水器，其總效率甚至比電熱水器還低，大保溫水箱導(dǎo)致的使用效率下降，試舉一實(shí)例如下：
廣東某用戶在度假別墅裝有一臺(tái)1.5匹，320升的分體式空氣源家用熱泵熱水器，假定某日在20℃環(huán)境和18℃的自來水條件下，預(yù)熱水至50℃時(shí)開始淋浴，10分鐘后結(jié)束，共使用溫度40℃的熱水60升，則其總使用熱量為1320Kcal，假定該環(huán)境溫度時(shí)熱泵熱水器制熱效率為400%，則其制熱量為9600Kcal，總耗電量為9600÷（860×4）=2.79度，折合熱量為2400Kcal，則其總使用效率僅為1320÷2400=55%，遠(yuǎn)比電熱水器為低。
即開即熱的熱水裝置，由于沒有儲(chǔ)熱損失，其使用效率一定高于儲(chǔ)熱式熱水裝置，對(duì)于任何加熱裝置都是如此，熱泵也不例外，但是由于熱泵加熱裝置較為復(fù)雜和昂貴，并且難于調(diào)節(jié)，所以目前熱泵熱水裝置的結(jié)構(gòu)幾乎全部為熱水儲(chǔ)熱式，這一方式的優(yōu)點(diǎn)是，可以使熱泵機(jī)組在比較好的環(huán)境溫度下工作，提高機(jī)組的效率，缺點(diǎn)是：
1、不方便使用，用戶需要長時(shí)間等待，等待的時(shí)間視加熱功率和水箱容積而定；保溫過程不可避免的產(chǎn)生散熱損失；
2、保溫水箱成本較高而且需占據(jù)較大空間，安裝運(yùn)輸不便；
3熱泵機(jī)組有一段較長的時(shí)間在高冷凝溫度下工作，降低了機(jī)組的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，制熱效率降低；
4、在承壓型的熱泵熱水系統(tǒng)中，用戶使用完畢后水箱內(nèi)有較大量高于使用溫度的熱水，在等待下一次使用的時(shí)間中降溫，會(huì)造成較大量的“剩余熱量”被浪費(fèi)。
二、不同的儲(chǔ)熱方式：顯熱儲(chǔ)熱和潛熱儲(chǔ)熱
“一切儲(chǔ)熱都是不得已的”，在熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，即熱型機(jī)組方便且節(jié)能，但是需要的功率極大，（人均高達(dá)10Kw-20Kw以上），在電、熱泵等加熱裝置中的確難于有采用的條件，所以儲(chǔ)熱成為不得不采用的手段，即用長時(shí)間加熱和儲(chǔ)蓄來滿足用戶一段時(shí)間的使用，儲(chǔ)熱型熱泵熱水器即是一個(gè)典型的例子。
熱量的儲(chǔ)存一般有兩種方法，即顯熱儲(chǔ)熱和潛熱儲(chǔ)熱，顯熱儲(chǔ)熱是利用儲(chǔ)熱物體的溫度變化來儲(chǔ)存熱量，例如熱水，在保溫水箱內(nèi)，水溫的提高意味著熱量的增加，目前的熱泵熱水器，全部都是利用水的這一特點(diǎn)來儲(chǔ)存熱量的：1公斤水每提高1℃，就增加1kcal的熱量，要增加保溫水箱中的熱量，就必須提高水的溫度，在水的狀態(tài)不變的前提下，不可能有任何捷徑。
而物體的潛熱儲(chǔ)熱，則有很大的不同：它是利用物體狀態(tài)（汽態(tài)、液態(tài)和固態(tài)）之間的變化來儲(chǔ)存熱量：物體在狀態(tài)變化過程中，溫度不變或變化很小，但是其熱“含量”變化很大：例如一公斤0℃的冰，要變成0℃的水（雖然溫度沒有變化），必須吸收80Kcal的熱量，而0℃的水要上升為1℃的水，只需要吸收1Kcal的熱量。
在物體相變時(shí)，它的溫度不變（或者變化很小），它所吸收的熱量用于改變自己的“狀態(tài)”，例如從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，這一儲(chǔ)熱方式，被稱為相變儲(chǔ)熱。
在22℃環(huán)境溫度和20℃進(jìn)水溫度時(shí)，對(duì)比40公斤有機(jī)相變材料和100公斤水，（因?yàn)閮烧咴谙嗤瑴囟葏^(qū)間的儲(chǔ)熱量接近），由于有機(jī)相變材料的比熱容只有水的一半左右，所以被加熱到相變開始所需要的時(shí)間，比加熱相同重量的水到同樣溫度要快近5倍，有機(jī)相變材料預(yù)熱僅9分鐘即可使材料達(dá)到相變溫度，再加熱約30分鐘左右，即完成全部儲(chǔ)熱材料的相變過程，此時(shí)相變材料的潛熱儲(chǔ)存熱量約為9920KJ，顯熱儲(chǔ)存熱量3080KJ（自20℃起計(jì)至55℃時(shí)的相對(duì)儲(chǔ)熱量）?？們?chǔ)熱13000KJ。
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