二氧化碳热泵热水器分析
2002年，日本大金公司[7]推出了采用单级摆动转子式压缩机的二氧化碳热泵热水器（见图6）。系统额定耗功1.21kW，蒸发器置于室外，可提供65~90℃的热水，储水箱容量为300升/370升,，其额定制热量4.5kW，标准状况下（室外空气温度16℃/12℃，进水温度17℃，出水65℃）COP可达3.72，噪声45分贝,。同期，松下也推出了自己水箱容量为370升的二氧化碳热泵热水器。
日本东京大学环境研究所JianfengWang和EijiHihara[8]对二氧化碳热泵热水器建立了住址模型并与R22热泵热水器进行了对比运算。仿真结果表明：二氧化碳热泵热水器的COP小于R22热泵热水器；当带有内部热交换器时，将达到与R22热泵热水器相当的水平，但是压缩机出口温度将会明显上升，{zy}冷凝压力下的供热量也会明显下降。由于其仿真的结果未经实验验证，该模型尚有待进一步完善,。二氧化碳热泵热水器的问题与对策二氧化碳热泵热水器所面临的问题主要在于继续提高效率和不断降低成本。技术进步与工业化批量生产降低成本的主要动力，而效率的提高则只能依赖于技术的进步,。目前来说，二氧化碳热泵热水器提高效率的主要途径有以下几条：① 新型高效二氧化碳压缩机的开发与改进。例如，以日本三洋公司开发的双级滚动活塞压缩机为代表的双级压缩机使结构更紧凑，系统布置更灵活，而且双级压缩会减小压差，减小泄露和机械损失，能够显著地提高系统效率和压缩机的效率，将是未来压缩机发展一个方向。另外日本DENSO公司和Daikin公司等也在努力开发新型高效二氧化碳压缩机，三洋研制出滚动转子式压缩机。② 膨胀压缩机的研制,。在二氧化碳跨临界循环中，降低膨胀部分的损失，冷却器解决效率的有效途径。利用膨胀机的输出功率驱动压缩机完成压缩过程，使膨胀机与压缩机组成一体而形成膨胀压缩机，这种膨胀压缩机将成为二氧化碳循环中特有的组成部分。③ 高效二氧化碳跨临界循环换热器的研制。例如日本三洋公司开发的防止重结冰的新型换热器。④ 合理利用低品味能源或可再生能源并探讨热水供应与其它供热方式的耦合问题。⑤ 二氧化碳热泵热水器先进控制方式的研究。
结论
二氧化碳热泵热水器与传统燃气热水器相比具有低能耗（一般可节能约30%），对环境友好的优点；与传统热泵热水器相比具有供热水温度范围大，能提供高温热水的优点。将二氧化碳热泵与储水箱组合可以利用夜间低谷电，提高系统经济性。若将二氧化碳热泵热水器与蓄热系统组合，可使储水箱体积减小，则整个系统更为小巧轻便。开发适于二氧化碳热泵热水器的高效压缩机和耐用高压的高效换热器以及完善的控制策略将以后二氧化碳热泵热水器研究的三大重点。相信随着技术的不断进步，二氧化碳热泵热水器将会以其特有的优势成为21世纪热水器市场上最为耀眼明星。