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空氣源熱泵熱水器就是利用逆卡諾原理，通過介質(zhì)，把熱量從低溫物體傳遞到高溫的水里的設(shè)備。它主要是由壓縮機(jī)、熱交換器、軸流風(fēng)扇、保溫水箱、水泵、儲(chǔ)液罐、過濾器、電子膨脹閥和電子自動(dòng)控制器等組成。接通電源后，軸流風(fēng)扇開始運(yùn)轉(zhuǎn)，室外空氣通過蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，溫度降低后的空氣被風(fēng)扇排出系統(tǒng)，同時(shí)，蒸發(fā)器內(nèi)部的工質(zhì)吸熱汽化被吸入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)將這種低壓工質(zhì)氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器，被水泵強(qiáng)制循環(huán)的水也通過冷凝器，被工質(zhì)加熱后送去供用戶使用，而工質(zhì)被冷卻成液體，該液體經(jīng)膨脹閥節(jié)流降溫后再次流入蒸發(fā)器，如此反復(fù)循環(huán)工作，空氣中的熱能被不斷“泵”送到水中，使保溫水箱里的水溫逐漸升高，最后達(dá)到55℃左右，正好適合人們洗浴，這就是空氣源熱泵熱水器的基本工作原理。

空氣源熱泵熱水器的工作原理（圖）

    空氣源熱水器結(jié)構(gòu)變化促使熱泵技術(shù)進(jìn)步，影響熱泵技術(shù)發(fā)展的最主要問題是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)問題。根據(jù)熱泵技術(shù)的演變歷史過程和產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，大致可以把熱泵產(chǎn)品的發(fā)展分成四種不同的類型。

    一、靜態(tài)浸泡式，為了提高熱泵的熱效率，在早期產(chǎn)品的基礎(chǔ)上對(duì)原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，換熱銅管直接放置在水箱內(nèi)與冷水接觸。由于減去了內(nèi)膽中間層的熱量傳導(dǎo)損失，靜態(tài)浸泡式熱泵熱效率大大提高，加熱時(shí)間縮短，加熱水溫更快更高。換熱銅管內(nèi)置后雖然解決了熱效率這一最主要矛盾，但是也產(chǎn)生了另外一個(gè)問題，換熱銅管長(zhǎng)期浸泡在水中帶來的銅管外壁結(jié)垢問題。因?yàn)樗鋬?nèi)的水流動(dòng)是依賴自來水自身壓力，熱水龍頭關(guān)閉時(shí)水箱水并不流動(dòng)，所以第二代熱泵又被稱為靜態(tài)式。

    二、水箱外壁盤管式，早期的熱泵熱水器采用了水箱外壁盤管式的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是，換熱銅管處于水箱內(nèi)膽與外殼之間的發(fā)泡層，換熱銅管的熱交換通過先傳導(dǎo)給水箱內(nèi)膽再由內(nèi)膽傳遞給水箱內(nèi)的冷水。由于多了水箱內(nèi)膽這一層熱量傳導(dǎo)的介質(zhì)，該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)不言而喻，效率低下、加熱時(shí)間長(zhǎng)、熱量損耗多、加熱水溫低。外壁盤管式熱泵熱水器因?yàn)闊嵝什⒉荒苴s上傳統(tǒng)儲(chǔ)水式熱水器，而結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本更高，很快市場(chǎng)上就出現(xiàn)了改進(jìn)型的產(chǎn)品。

    三、動(dòng)態(tài)殼管式，第四代動(dòng)態(tài)殼管式實(shí)際上是動(dòng)態(tài)套管式的改良版本。其對(duì)不銹鋼容器進(jìn)行了擴(kuò)容，由不銹鋼管改為更大容積的罐裝容器，并把容器內(nèi)的10多根細(xì)銅管改成了單根加粗（壁厚2mm）的盤曲粗銅管。動(dòng)態(tài)殼管式的熱效率究竟提高了多少還有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。代表企業(yè)有九恒新能源。通過上述對(duì)熱泵產(chǎn)品技術(shù)演變的過程可以看出結(jié)構(gòu)的更新和改進(jìn)是促成熱泵技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵所在。

    四、動(dòng)態(tài)套管式，在對(duì)水箱外壁盤管式熱泵進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)的時(shí)候并不僅僅演化出了靜態(tài)浸泡式，還形成了另一個(gè)分支——動(dòng)態(tài)套管式。動(dòng)態(tài)套管式保留了換熱銅管仍然置于水箱外的設(shè)計(jì)思想，為了提高換熱效率，動(dòng)態(tài)套管式將熱量交換的過程放在了一根粗的不銹鋼管狀容器內(nèi)進(jìn)行。不銹鋼管狀容器內(nèi)盤曲了10根以上壁厚1.0mm的細(xì)銅管。銅管內(nèi)是流動(dòng)的冷媒，不銹鋼管和銅管之間走冷水，連接至水箱。動(dòng)態(tài)套管結(jié)構(gòu)同樣達(dá)到了減少熱量傳導(dǎo)環(huán)節(jié)，提高熱效率的目的，由于不銹鋼管內(nèi)水流采用屏蔽水泵循環(huán)，一定程度上減少了結(jié)垢。但是限于不銹鋼管容積過小，水流不暢，流量有限，實(shí)際并沒有完全解決結(jié)垢的問題，而且，容積過小同樣影響了熱效率的充分發(fā)揮，同時(shí)，還存在細(xì)銅管壁薄容易破損導(dǎo)致冷媒泄漏的問題。因此，第三代動(dòng)態(tài)套管式熱效率與第二代靜態(tài)浸泡式相比各有千秋，但也都存在一定缺陷。

    五、水箱技術(shù)是影響空氣能熱水器技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)瓶頸，除了結(jié)構(gòu)問題，水箱技術(shù)是另一個(gè)影響熱水器使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。這一個(gè)似乎是熱水器產(chǎn)業(yè)無法規(guī)避的絆腳石。根據(jù)水箱材質(zhì)的不同可以把目前市場(chǎng)上的熱泵水箱分為三類：搪瓷內(nèi)膽、不銹鋼內(nèi)膽、高分子材料內(nèi)膽（俗稱水晶膽）。搪瓷膽的材質(zhì)采用炭鋼，內(nèi)有搪瓷涂層，水箱具有較好的防腐蝕和承壓性能，但是成本高昂。

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