太空能热水器

太空能热水器的概念最早运用于热水器工程当中，后来逐渐发展家用型号，太空能热水器由于其优异的节能表现目前已经成为第五代热水器，也是目前市场最节能的热水器。

太空能热水器（图片来自网络）

太空能热水器是将太阳能热水器储水箱与空气源热泵冷凝器结合成一体，在立式或卧式水箱内安装热交换装置并与热泵工质循环管路连通。它主要由太阳能集热器、蒸发器、压缩机、冷凝器、热力膨胀阀储水箱等部件组成。在晴天，由太阳能真空管集热器吸收太阳辐射能用微循环方式直接加热储水箱内的冷水。当自动控制装置探测到太阳能水箱内的水温达不到设定值时，热泵开始工作并通过混合工质与水箱内的水进行热交换，最终保持水温稳定。热泵的工作原理是把环境介质中贮存的能量在蒸发器中加以吸收而蒸发，蒸发后的制冷剂被压缩机吸入并压缩成高温高压的气体，然后被排入设置在太阳能储热水箱底部的冷凝器中放热。制冷剂蒸气通过工质循环系统内，与水进行对流换热而得到冷凝，同时水得热而升温。冷凝器的工质经膨胀阀或毛细管节流又重新流入蒸发器中，由此完成一次工作循环。阴天或夜间，热泵蒸发器通过吸收环境大气中的低品热源，保障热泵正常工作，从而可以全天候的产生热水。

分类

水循环太空能热水器：内置换热器，利用循环泵将水循环到换热器中进行加热。

优点：性能稳定、故障少、安装方便不需排空。

缺点：热效率比氟循环略低，价格较高。

氟循环太空能热水器：氟循环就是让高温高压的氟利昂通过盘管进入水箱传热给水让水升温。

优点：加热效率高，价格较低。

缺点：盘管穿孔水箱、压缩机就会报废，还需要专业人士安装，排空不好故障就多。

技术特点

太空能将太阳能利用技术与热泵技术有机结合起来，具有以下几个方面的技术特点：

1、同传统的太阳能直接供热系统相比，太空能的最大优点是可以采用结构简易的集热器，集热成本非常低。在直膨式系统中，太阳集热器的工作温度与热泵蒸发温度保持一致，且与室外温度接近，而非直膨式系统中，太阳能集热环路往往作为蒸发器的低温热源，集热介质温度通常为20℃～30℃，因此集热器的散热损失非常小，集热器效率也相应提高。有研究表明，在非寒冷地区即使采用结构简单、廉价的普通平板集热器，集热器效率也高达60%～80%，甚至采用无盖板、无保温的裸板集热器也是可以的。

2、 由于太阳能具有低密度、间歇性和不稳定性等缺点，常规的太阳能供热系统往往需要采用较大的集热和蓄热装置，并且配备相应的辅助热源，这不仅造成系统初投资较高，而且较大面积的集热器也难于布置。

太空能基于热泵的节能性和集热器的高效性，在相同热负荷条件下，太空能所需的集热器面积和蓄热器容积等都要比常规系统小得多，使得系统结构更紧凑，布置更灵活。

3、在太阳辐射条件良好的情况下，太空能往往可以获得比空气源热泵更高的蒸发温度，因而具有更高的供热性能系数(COP可达到4以上)，而且供热性能受室外气温下降的影响较小。

4、 由于太阳能无处不在、取之不尽，因此太空能的应用范围非常广泛，不受当地水源条件和地质条件的限制，而且对自然生存环境几乎不造成影响。

5、 太空能同其它类型的热泵一样也具有“一机多用”的优点，即冬季可供暖，夏季可制冷，全年可提供生活热水。由于太空能系统中设有蓄热装置，因此夏季可利用夜间谷时电力进行蓄冷运行，以供白天供冷之用，不仅运行费用便宜，而且有助于电力错峰。

6、考虑到制冷剂的充注量和泄漏问题，直膨式太空能一般适用于小型供热系统，如户用热水器和供热空调系统。其特点是集热面积小、系统紧凑、集热效率和热泵性能高、适应性好、自动控制程度高等尤其是应用于生产热水，具有高效节能、安装方便、全天候等优点，其造价与空气源热泵热水器相当，性能更优越。

7、 非直膨式系统具有形式多样、布置灵活、应用范围广等优点，适合于集中供热、空调和供热水系统。易于与建筑一体化。