毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
一、课题背景
能源是国民经济的重要的基础产业，是人类生产和生活必须的基本物质保障。能源消费水平是经济社会发展的重要标志。随着经济发展和城镇化进程的加快，以及人们生活水平的提高，居民对热水的需求量越来越大，水加热占到民用总耗能的17%，是家庭的第三大能耗[1]。目前人们所使用的家用热水器主要还是电热水器和燃气热水器。太阳能热水器的易受气候条件和安装位置方面等限制条件[2]。相比之下居民还是比较倾向于电热水器和燃气热水器。这些热水器通常很简单，但考虑到能量利用效率时是不可取的。
鉴于过去数十年时间里日趋严峻的能源危机和全球气候的剧烈变化，能源的有效利用已成为制约许多国家经济能否可持续发展的一大瓶颈。能源的有效利用严重影响一个国家的能源需求结构、生态安全。有鉴于此，寻找清洁无污染的新能源已成为相关国家的当务之急。热泵是利用诸如太阳能、空气能、地热和余热等可再生能源生产热能的一种高效的装置。热水型空气源热泵（ASHPWH）是遵循卡诺循环从低温空气热源中吸收并将热量用来加热水。驱动机械装置所耗的能量仅占装置传递能量的30% 左右[3]。
二、直热式空气源热泵工作原理
家用热泵热水器[4,5]是热泵技术在热水供应系统中的应用。它与热泵型空调器的工作原理相同，只不过热泵型空调器是把室外环境中的热量取出来供室内采暖，而热泵型热水器则是把室外环境中蕴涵的热量取出来作为热源加热生活热水。
家用热泵热水器[6,7,8]主要由主机及蓄水箱组成。主机包括压缩机、节流阀、蒸发器及温度控制装置，蓄水箱内设置冷凝器盘管。在压缩机的驱动下，制冷剂在系统中循环流动。在蒸发器中，制冷剂吸收室外空气中的热量，通过压缩机绝热压缩后变为高温高压的制冷剂蒸汽。在冷凝器盘管中制冷剂冷凝，将热量释放给水，从而将水加热。冷凝后的制冷剂经过节流阀降温降压后再进入蒸发器中吸收空气中的热量，依此循环，从而不断地把室外环境中的热量转移到水中。在此工作过程中,蓄水箱中的水被逐渐加热，当热水温度升至设定上限温度时,压缩机停止工作；当热水温度降至设定下限温度时，压缩机重新工作，使热水温度在一定范围内变化。冷水（自来水）由蓄水箱下部补入，生活热水从上部流出，蓄水箱始终保持充满水的状态。
空气源热泵热水机按照其加热方式可以分为直热式、循环式、直热循环式、内盘管静态加热式、外盘管静态加热式等[9]。目前家用空气源热泵热水机多采用循环式和静态加热式，而直热式和直热循环式多用于商用场合 。
图1 直热式热泵热水器工作原理图
直热式空气源热泵产生热水的方式，简单地理解就是自来水经过水泵直接进入热泵机组，在热交换器中与冷凝剂进行热交换，以一站式的流程直接被热泵机组加热到设定的温度而进入保温水箱。而且热泵设备内部没有小水箱，保温水箱与设备之间没有循环水泵，设备的开启与停止完全是按照水箱的高低水位控制器来实现控制[10]。其工作原理如图1 所示。
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