各种热水器方案的比较研究

李棱雪

【摘 要】本文首先对各种热水器性能进行阐述，根据对比分析，得出深化开发太阳能、热泵热水器是热水器发展的两个必然方向。在使用的方便性和经济性方面，热泵热水器比太阳能热水器拥有很大的优势，其必将成为未来我国热水器市场上的主流产品。

【关键词】性能分析；太阳能热水器；热泵热水器

引言

目前在我国，市场上销售的热水器主要分为燃气式热水器、电热水器、太阳能热水器和热泵热水器四种。作为热水器的主要类型，燃气式热水器和电热水器各有自身的特点。目前在国内热水器市场的占有率分别为40%和50%左右。太阳能热水器在中国也有多年的发展历史，其节能的特性无疑是具有很大的吸引力，但始终应用受到较多的限制。与此同时，热泵热水器作为一种新型节能产品正在蓬勃地发展。

1.燃气热水器

燃气热水器利用燃气燃烧所释放的热量，通过热交换器把冷水加热到所需温度。热水器的分类方法很多。首先，可按使用的燃气种类划分，分为人工煤气热水器、液化石油气热水器和天然气热水器3种燃气热水器，具有效率高、出水快、水温调节稳定、可连续使用、结构紧凑、安装方便等诸多优点。

燃气热水器的最大优点是出水量大，加热时间短，一般只需要首次等待8～15秒钟，用于系统的前清扫，以及排出管道中的部分冷水，其后就可连续不断供应热水。市场销售的非恒温型家用燃气热水器，一般都有出水温度指示，可根据需要调节出水温度。常见的型号有8升，10升，11升，12升。就我国目前的现状，大部分单个用水点的流量都在5～10L/min之间，而考虑到25℃的设计温差对于40℃的洗浴温度基本足够，所以非恒温的快速燃气热水器，采用12升的型号对于单点用水是足够的。

2.电热水器

电热水器是以电力为热源对水进行加热的，其基本原理实际上与电炉烧开水一样，不同的是配置了保温内胆和较好的控制系统和安全设施。由于电热水器采用电加热技术，因此受外部条件制约较少，只要是有电、通自来水的地方就可以使用电热水器。和大多数普通家电一样，任何家庭都可直接安装使用。提前预约烧好后，最大的优点就是可以大流量供热水，而且能轻松实现多点用水。不仅可以提供卫生间，浴室，还可以提供给洗碗，洗菜，洗衣，洗手等多个用水点。

3.太阳能热水器

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，在开发和利用过程中能节省大量化石能源，不仅环保，而且安全。我国是太阳能资源十分丰富的国家，即使在我国太阳能资源不丰富地区，年辐射总量也接近东京，高于伦敦。

从我国太阳能热水器的发展过程来一看，主要经历了三个阶段。第一阶段，闷晒式热水器。它是我国第一代太阳能热水器。从它的结构来看，它主要把集热器和储热水箱合二为一，再用水管连接起来，就制作了一个最简单的闷晒式热水器，集热器的吸收涂层多为简单的涂料型涂层。它的结构比较简易，不需要太多的技术要求和制作工艺。但闷晒式热水器由于受到集热效率低、热损失快等缺点的影响逐渐被市场淘汰了。第二代产品是平板式集热器。在解决了在铝表面用电化学方法制备选择性吸收涂层的技术前提下，我们引进了铜铝复合吸收条带的生产线技术。80年代末到90年代初，单靶磁控溅射制备铝一氮一铝选择性吸收涂层技术的突破，成功地解决了全玻璃真空管的制造技术，这是我国第三代太阳能热水器。而后，北京市太阳能研究所和德国共同合作开发研制了热管式真空管，使全玻璃真空管技术得到更进一步的发展。

4.热泵热水器

热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位熱源的装置，我国热泵技术的研究与开发始于20世纪50年代，主要应用于建筑市场和工业生产过程，发展比较缓慢。当今环境污染和能源紧张问题正成为世界各国共同而临的两大难题。而热泵可以允分利用环境中的低位能和工厂中的余热及废热，故其能很好地解决能源紧张问题。所以在能源紧张和环境污染日趋严重的今天，热泵技术的应用无疑会成为人们关注的焦点。

近年来，随着建筑能耗的逐年上升和人们对于室内环境舒适度要求的不断提高，具有显著节能效果的热泵技术越来越受到普遍的关注。从世界范围看，空气源热泵己处于成熟期，而空气源热泵的性能受外界气温的影响较大，并且当气温过高或过低时还会出现不能正常运行的情况。于是就出现了以水作为冷热源的水源热泵。由于水体温度比大气温度要相对稳定得多，水源热泵系统可以获得较高的性能系数，也就是获得较高的能源利用效率。

在中国推广热泵热水器的思路应该是，尽量利用目前的产业链结构，开发具有高能效比、系统可靠、成本较低的环保型热泵热水器。同时要最大限度地提高实际使用中的舒适度。扩大产品的适用范围，尽量使产品能批量化生产，推向市场。

5.各种热水器综合比较分析

现对我国市场上现有几种热水器产品的综合性能进行比较，包括能源消耗效率、成本、使用性能等方面，比较结果如表1所示。

然而国内目前推出的各种太阳能热水器受我国幅员辽阔、气候变化差异较大因素的影响，每年无法正常使用的平均天数为120～180天。在阴雨天太阳能热水器的集热器发挥不了作用，舒适度大受影响。必须采用电辅助加热补充热量，由于是户外安装，热量损耗大，效率有的时候比普通电热水器还低。相比之下，热泵热水器的优点就非常明显，可以说基本上弥补了太阳能的以上几大缺陷：热泵热水器可全面吸收空气中的热量，大大提高了热效率，而且长期使用性能稳定；可以365天全天候使用，受气候及环境的影响较小。

6.结论

从能源消耗的角度来看，常规电热水器、燃气热水器从根本上只是“热水壶的高档化”。高能耗是常规热水器无法克服的缺憾。深化开发太阳能、热泵热水器是热水器发展的两个必然方向。同时在使用的方便性和经济性方面，热泵热水器比太阳能热水器拥有很大的优势，其必将成为未来我国热水器市场上的主流产品。

参考文献：

[1] 龚光彩，何君，曾巍等.冷凝热回收与热泵对建筑冷热源的影响[J].煤气与热力，2006，26（2）：65—68.

[2] 龙惟定，王长庆，丁文婷.试论中国的能源结构与空调冷热源的选择取向[J].暖通空调. 2000，30（5）：27—32.