50kw热泵热水器设计论文.doc

PAGE PAGE 70 1绪 论 1.1 研究背景和意义 2006年2月16 日，旨在限制温室气体排放、遏制全球变暖的《京都议定书》生效， 大力鼓励、推广绿色环保新能源及其应用产品成为必然的选择。而能源紧张、拉闸限电、 燃气涨价等问题的凸显唤起了人们对能源战略应用的重新思考，同时也将人们的目光引向了新型能源的开发与利用，这促使传统的、高能耗的家电产品逐步退出市场。 随着生活水平的提高，人们对人居环境的要求逐步提高，与此同时对能源的需求也逐步增加，能源供需间的矛盾日益突出。在发达国家中，建筑物的能耗约占一个国家总能耗的30％～50％，在我国，建筑能耗占总能耗的19.8％[1]，随着我国经济的飞速发展，建筑能耗占总能耗的比例将不断增长。另外卫生热水能耗在建筑能耗中的比例越来越大，相应的卫生热水节能也就日益受到人们重视。因此建筑卫生热水的节能问题也就显得越发重要和迫在眉睫。 调查表明，各类商业建筑能耗中，卫生热水能耗比重为：写字楼2.7%，商场10.7%，饭店31%，医院41.8%[2]。城市民用建筑热水能耗，仅洗澡热水用能就接近20%的比重[3]。随着“城镇化”进程的加快，卫生热水能耗在建筑能耗中的比例越来越大，卫生热水节能已成为不容忽视的问题。我国城镇人口已达5亿左右，城镇家庭热水器普及率已达70%以上，富裕地区的农村也有相当一部分家庭开始使用热水器。国外有调查研究得出， 42℃的卫生热水，74%的家庭年人均耗量小于40L/d，64%的家庭年人均耗量小于35L/d，总体上年人均耗量为25～35L/d，4人家庭规模年人均耗量最大[4]。我国目前有3.5亿家庭，按较低标准计算，每日每户供应55℃热水100L，从15～55℃共需4.5×103×103卡热量。按平均电价计算，电费约为1140元/年，全国加起来就是3990亿元左右[5]。这就催生了新一代热水器—— 空气源热泵热水器，可以说它符合时代的要求。 空气源热泵热水器主要有以下优点:一是节能。热泵工作的原理就是用少量电能把空气中或者水中的废热搬运到要加热的对象中，就像水泵把水从低处送到高处，热泵是把热量从温度低的地方运到温度高的地方，因此，这要比纯粹用电加热或者用气体燃料加热要经济; 二是安全。实现水电完全分离，同时也不像燃气热水器有爆炸的隐患，安全问题得到彻底的解决，而且实现自动控制，用户不必与强电接触;三是安装使用方便。阳台、走道、杂屋、庭院、室内、天面、外墙等随意安装，无须直面阳光; 四是可以减少温室气体的排放，有利于保护环境。 空气源热泵热水器在我国可以算是新兴产品，其市场前景广阔，据必威体育精装版调查显示，在3～5年内市场占有率可望达到10%～20%，销售总额将达到400亿元。特别是随着经济发展和“城镇化”进程的加快，新建住宅几乎全部需要安装热水器，再加之一些存在安全隐患的燃气热水器需要替换，因此，可以预见在未来5年内，空气源热泵热水器将成为我国家庭特别是商品楼房的热水设备首选产品。 1.2 国内外研究现状 国内发展状况 空气源热泵热水器在我国刚刚起步，2001年左右，热泵式热水器产业在中国市场蹒跚起步，经过几年默默耕耘后，2004年前后，热泵热水器市场出现了快速增长，初步形成产业雏型。据国际铜业协会统计，2004年，热泵热水器市场出现了400%的同比增长；2005年，热泵热水器的行业销售额达到3.6亿元人民币。 由于人民生活水平的提高及建筑业的迅速发展，家庭、公共场所及商业用热水的需求量越来越大。电热水机以其承压并能构建中央热水系统而且加热快、相对燃气热水机调控便利，销量以年23％的销量速度递增：由于人民对节能、环保、安全的意识提高，太阳能热水机销量也以年均16％的速度增长。据统计2002年我国热水机销售量已达到2 600万台，仅电热水机约占600万台，太阳热水机约占176.6万台约合600万 。 热泵热水器市场的较快增长，生产企业数量也由屈指可数的几家突飞猛进到目前的几十家，包括海尔、美的在内的热泵大企业也相继进入。事实上，热泵大企业的进入有望带动热泵热水器市场更快速地发展。业内人士分析认为，此前进入热泵热水器行业的企业多为燃气具制造商、太阳能热水器制造商，很多企业在技术和资金方面都不具备优势。由于热泵热水器技术和热泵热泵技术有一定的关联，美的、格力等技术、资金实力雄厚的企业进入可能会改变行业格局。业内专家分析认为，按照目前的发展速度，不久的将来，热泵热水器有望超过太阳能热水器成为我们居民使用的第三大热水器产品。 国外发展状况 在中国人看来，热泵热水器还是一种新产品。但事实上，这种产品已经在海外发展多年。在20世纪60年代，世界能源危机爆发，热泵热水器受到充分的重视，欧美发达国家的政府和企业都投入了大量的资金用于开发热泵热水器产品，目前，热泵热水器在欧美