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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，把熱量從低溫物體傳遞到高溫的水里的設備。它主要是由壓縮機、熱交換器、軸流風扇、保溫水箱、水泵、儲液罐、過濾器、電子膨脹閥和電子自動控制器等組成。接通電源后，軸流風扇開始運轉，室外空氣通過蒸發器進行熱交換，溫度降低后的空氣被風扇排出系統，同時，蒸發器內部的工質吸熱汽化被吸入壓縮機，壓縮機將這種低壓工質氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器，被水泵強制循環的水也通過冷凝器，被工質加熱后送去供用戶使用，而工質被冷卻成液體，該液體經膨脹閥節流降溫后再次流入蒸發器，如此反復循環工作，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）

    空氣源熱水器結構變化促使熱泵技術進步，影響熱泵技術發展的最主要問題是產品的結構問題。根據熱泵技術的演變歷史過程和產品內部結構的差異，大致可以把熱泵產品的發展分成四種不同的類型。

    一、靜態浸泡式，為了提高熱泵的熱效率，在早期產品的基礎上對原有的結構進行了改進，換熱銅管直接放置在水箱內與冷水接觸。由于減去了內膽中間層的熱量傳導損失，靜態浸泡式熱泵熱效率大大提高，加熱時間縮短，加熱水溫更快更高。換熱銅管內置后雖然解決了熱效率這一最主要矛盾，但是也產生了另外一個問題，換熱銅管長期浸泡在水中帶來的銅管外壁結垢問題。因為水箱內的水流動是依賴自來水自身壓力，熱水龍頭關閉時水箱水并不流動，所以第二代熱泵又被稱為靜態式。

    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構。該結構的主要特點是，換熱銅管處于水箱內膽與外殼之間的發泡層，換熱銅管的熱交換通過先傳導給水箱內膽再由內膽傳遞給水箱內的冷水。由于多了水箱內膽這一層熱量傳導的介質，該結構的缺點不言而喻，效率低下、加熱時間長、熱量損耗多、加熱水溫低。外壁盤管式熱泵熱水器因為熱效率并不能趕上傳統儲水式熱水器，而結構復雜、成本更高，很快市場上就出現了改進型的產品。

    三、動態殼管式，第四代動態殼管式實際上是動態套管式的改良版本。其對不銹鋼容器進行了擴容，由不銹鋼管改為更大容積的罐裝容器，并把容器內的10多根細銅管改成了單根加粗（壁厚2mm）的盤曲粗銅管。動態殼管式的熱效率究竟提高了多少還有待進一步的實驗數據。代表企業有九恒新能源。通過上述對熱泵產品技術演變的過程可以看出結構的更新和改進是促成熱泵技術進步的關鍵所在。

    四、動態套管式，在對水箱外壁盤管式熱泵進行技術改進的時候并不僅僅演化出了靜態浸泡式，還形成了另一個分支——動態套管式。動態套管式保留了換熱銅管仍然置于水箱外的設計思想，為了提高換熱效率，動態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進行。不銹鋼管狀容器內盤曲了10根以上壁厚1.0mm的細銅管。銅管內是流動的冷媒，不銹鋼管和銅管之間走冷水，連接至水箱。動態套管結構同樣達到了減少熱量傳導環節，提高熱效率的目的，由于不銹鋼管內水流采用屏蔽水泵循環，一定程度上減少了結垢。但是限于不銹鋼管容積過小，水流不暢，流量有限，實際并沒有完全解決結垢的問題，而且，容積過小同樣影響了熱效率的充分發揮，同時，還存在細銅管壁薄容易破損導致冷媒泄漏的問題。因此，第三代動態套管式熱效率與第二代靜態浸泡式相比各有千秋，但也都存在一定缺陷。

    五、水箱技術是影響空氣能熱水器技術發展的另一個瓶頸，除了結構問題，水箱技術是另一個影響熱水器使用壽命的關鍵技術。這一個似乎是熱水器產業無法規避的絆腳石。根據水箱材質的不同可以把目前市場上的熱泵水箱分為三類：搪瓷內膽、不銹鋼內膽、高分子材料內膽（俗稱水晶膽）。搪瓷膽的材質采用炭鋼，內有搪瓷涂層，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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