空气能热泵能效分析

本科毕业论文（设计）
论文（设计）题目：
空气能热泵能效分析
学院：理学院
专业：物理学
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
2014年5月25 日
贵州大学本科毕业论文（设计）
贵州大学本科毕业论文（设计）
诚信责任书
本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

论文（设计）作者签名：
日期：
目录
摘要 (II)
Abstract (III)
第一章前言 (1)
第二章空气能热泵 (3)
2.1热泵介绍 (3)
2.2空气能热泵的构成 (3)
2.3空气能热泵的工作原理 (4)
第三章空气能热泵能效分析 (5)
3.1能效比定义 (5)
3.2空气能热泵的能效分析 (6)
3.2.1第一类热泵与第二类热泵的比较 (6)
3.2.2水温对能效的影响 (6)
3.2.3空气温度对能效的影响 (9)
3.2.4环境湿度对能效的影响 (10)
3.2.5结霜对能效的影响 (11)
3.2.6工质对能效的影响 (11)
第四章讨论 (13)
4.1空气能热泵的优点 (13)
4.2空气能热泵的先存弱点 (13)
4.3改进措施 (14)
第五章总论与展望 (15)
参考文献 (16)
致谢 (17)
空气能热泵能效分析
摘要
空气能热泵是新一代的加热设备，相比较于天然气、太阳能、电加热有着高效节能的特点。

本文介绍了应用空气能加热的理论及相关知识，在与其他能源对比的基础上，详细分析了空气能热泵的优势，探讨其高能效的物理机理，分析了水温、空气温度、环境湿度、结霜、工质等因素对空气能热泵能效的影响。

最后，指出了其可能的改进方向。

关键词：空气能，热泵，能效比
Energy efficiency analysis on Air source heat pump
Abstract
Air source heat pump is a kind of new generation of heating equipment. Comparing with the natural gas, solar energy and electric heating, it has the characteristics of high efficiency and energy saving. By applying air heating theory and the related knowledge, this paper analyzes the advantage of air source heat pump and researches the physical mechanism of high energy efficience based on comparing with other energy sources in detail. The impact from water temperature, air temperature, environmental humidity, frost and refrigerant is discussed as well.Finally the possible directions to improve the efficiency in the future is point out.
Keywords: :Air energy, heat pump,coefficient of performance(COP)
第一章前言
节能与环保，是人类永恒的主题。

当今社会，能源危机及环境污染已经成为威胁人类生存的主要问题，如何解决这一问题，已经成为全人类的课题。

在这样的背景卜，以节能和环保为主要特征的空气能热泵产品应运而生。

空气能热泵是当今世界上最先进的能源利用产品之一。

以空气为低温热源，以电能为动力从空气中吸取热量来加热生活用水，热水通过循环系统直接供给用户作为热水供应，目前在学校宿舍、酒店、洗浴中心等场所有着较为广泛的应用。

在节能减排己经成为时代潮流的今天，节约能源，减少碳排放是最时尚的生活方式。

大大节约了电力的消耗。

我国电力70%是通过火电厂烧煤产生的，节约电力意味着减少碳的排放。

如空气能热泵热水器只是将周围空气中的热量转移到水中，完全做到零排放，对环境几乎不产生影响，是真正的环保热水器。

由于它不是采用电热元件直接加热，故相对电热水器而言，杜绝了漏电的安全隐患；相对燃气热水器来讲，没有燃气泄露，或一氧化碳中毒之类的安全隐患，相对于太阳能热水器而言，弥补了太阳能热水器阴雨天、晚间、无阳光、水管冻时无热水可用的尴尬。

因而空气能热水器具有更卓越的安全性能。

诚然，国内空气能热泵热水器的市场前景非常看好，政府相关政策也有所支持，但是我们还是应该看到，我们毕竟处于发展初期，还有好长一段路要走，尤其是在市场开发、技术研发和行业标准等方面还存在着相当多的问题。

这也是今后空气能热泵热水器在全国范围推广必然要面临和解决的问题。

空气能热泵热水器在技术上还不是很成熟，特别是节能方面的关键技术，离产业化还有一个过程。

据了解，从2004年开始，国内不少空气能热泵热水器厂家都推出了多款商用机和家用机，占据了一定的市场份额，但是市场拓展的步履还是有些艰难，现在很多公司基本上是定量生产。

空气能热泵热水器需要占据直径为半米多的一块空间，而目前大多数居室厨卫设计并没有为其留下一席之地。

因此，我们应当将空气能热泵热水器纳入绿色节能建筑发展计划中，并且在房屋设计时就为其留下相应的空间，以使空气能热泵热水器在更大程度上得到推广和普及。

文章通过对比分析，对空气能热泵的能效进行全面的解释，了解什么是热泵及其原
理，对影响空气能热泵能效的不同因素进行理论分析，提出一些改进意见，空气能热泵作为一项高效节能新技术必定拥有广泛而美好的发展前景。

第二章 空气能热泵
2.1热泵介绍
热泵是将中低温热能转化为中高温热能的装置。

它的基本特点是只需消耗少量高品位能源，即可制取大量的中高温热能。

第一类热泵：用少量高品位能源制取大量中高温热能的热泵（热泵通常指第一类热泵），如图1（a ）；
第二类热泵：用大量中低温热能制取少量高温热能的热泵，如图1（b ）[1]。

a b
图1第一类热泵热泵和第二类热泵
图中：Q 为热能，E 为高品位能源，下标H 为高温、M 为中温、L 为低温。

2.2空气能热泵的构成
热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。

热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的，系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀组成：
1、压缩机：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵系统的心脏；
2、蒸发器：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的； 环境Q L
中高温热能Q MH
第二类
热泵
中低温热能Q M 中高温热能Q MH 高品位能源E I 空气中的热能Q L 第一类
热泵
3、冷凝器：是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的；
4、膨胀阀或节流阀：对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量。

根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起到补偿作用，使循环工质不断地从低温环境中吸热，并向高温环境放热，周而往复地进行循环[2、3]。

一台压缩式热泵装置，主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。

2.3空气能热泵的工作原理
空气能热泵运用了逆卡诺循环原理，用少量能源驱动热泵机组，通过热泵系统中的工质进行变相循环，把自然环境中（如空气、土壤、水）的低温热量吸收压缩升温后加以利用。

自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。

但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。

所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样[4]。

工作流程为：压缩机将回流低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体，它经过缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液体，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器压力下降，因此液态冷媒蒸发变为气态，并吸收大量的热量。

同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度降低，变成冷气排进室内随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环，如图三所示。

图2 热泵工作流程图
由于热泵系统是能量搬运系统而非能量转换系统，通常用一份能源驱动热泵系统，可以搬运三、四倍于此的能量加以利用，节能效果非常明显。

热泵系统根据利用能量来源的不同可以分为，水源、地源和空气源热泵。

空气源热泵热水器是这一技术的典型利用形式，它消耗一度电可以产生三到四度电的热能，具有巨大的节能优势。

其效率是电热水器的3-4倍，燃油锅炉的2-3倍。

由于无须太阳光直射即可工作，空气源热泵热水器工作比较稳定，因此节能效果恒定而明显。

在阴天太阳能热水器采用电热丝辅助加热时，空气源热泵热水器仍然照常工作。

从全年综合节能效果看，热泵的全年综合能效比甚至超过太阳能热水器。

如果应用于家庭采暖，产生更大的节能效果[5]。

第三章空气能热泵能效分析
3.1能效比定义
制热系数（Coefficient of Performance)是衡量热泵制热能源效率的指标，为热泵制
COP表示[1]。

热量与热泵耗能量之比，也叫能效比，常用
H
COP为3-4的能效，而一个电在温和的天气给建筑物取暖，空气源热泵可能提供
H
加热器理论上只能提供H COP 为1的能效。

也就是说电阻发热的取暖器用1焦耳的能量只能提供1焦耳的热量，而热泵则可以用1焦耳的能量从更热或更冷地方移动大于1焦耳的能量。

不过需要注意到环境温度差别很大，譬如在非常寒冷的冬天要给屋子取暖，热泵为了取得更多的热量而需要花费更多的能量。

因为卡诺效率（Carnot Efficiency ）的限制，随着室内与室外的温差的增加，热泵的效能最终有可能会接近H COP =1。

对于空气源热泵，这种情况会发生在室外环境温度靠近−18℃左右。

同时，当热泵从室外低温的空气中获取热量时，空气中的水分会凝结并冻结在室外交换器上。

系统就必须阶段性地除去这些冰霜。

换言之，当外面空气极端寒冷时，空气源热泵取暖有可能不如更直接用电阻加热的取暖器[6]。

地源热泵利用地底特定深度永远保持舒适温度的特性，相比之下也许更加全年均衡，地源热泵的H COP 可以常年保持在3.5-4之间。

3.2空气能热泵的能效分析
3.2.1第一类热泵与第二类热泵的比较
对第一类热泵，其制热系数为热泵热泵制热量与热泵消耗的高品位能量之比，即：
%10011>+=+==
I
L I L I I MH H E Q
E Q E E Q COP （3.2-1）
对第二类热泵，其制热系数为热泵制热量与热泵消耗的中温热能之比，即：
%1002<+==
L
H H
M H H Q Q Q Q Q COP （3.2-2）
由以上的原理即可得出第一类热泵的能效比要大于第二类热泵的能效比， 即21H H COP COP >。

所以我们接下来再对影响第一类热泵能效比的其它因素进行讨论[1]。

3.2.2水温对能效的影响
下面我们研究一下空气能热泵对水进行加热时水温对能效的影响。

由于水的比热容
C 已知，水的质量可以通过说明书上水箱的容积通过V m ρ=进行计算。

因此利用热水器上的温度计来测量热水器工作一段时间内水的初始温度0t 和最终温度t 上升的温度，就可以得到热泵的制热量)(0t t Cm Q MH -=（3.2-3），并利用家庭电能表直接记下这段时间内所消耗的电能。

1、收集数据
以某品牌热水器做实验，下面是其说明书上的主要参数
热水器规格参数
节能外界温度条件>10℃ 额定容量 节能额定输入功率/W 热水制热量/W
80
250
650
2、实验数据（空格内数据由于电能表精确度限制未能记录）（环境温度24℃） 记录时间/h:min 12:20 13:30 13：53 14:02 14:11 14:39 14:59 15:07 电能表示数/Kwh 770.5 770.8
770.9 971.0 771.1 771.2
水的温度/℃ 24
32
35 36
37
40
42
43
3、数据处理 工作时间/min 0 70 93 102 111 139 159 167 水温/℃ 4 32 35 36 37 40 42 43 实际耗电量/Kwh 0
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
理论耗电量/Kwh 0 0.292 0.388 0.425 0.463 0.579 0.663 0.696 水升高的温度/℃ 0
8
11
12
13
16
18
19
4、制图处理 理论耗电量0 0.292 0.388 0.425 0.463 0.579 0.660.696 水温/℃
24
32
35
36
37
40
42
43
图3水温-电能线形图
5、数据分析
从图四可以看出水温随所消耗电能的关系满足一次函数关系。

从而令
a kE T +=；通过选取图像上两点的坐标（E=0，T=24），（E=0.6，T=42），代入上式可
得出：a +=024，a k +⨯=6.042，
解得a=24， k=30， 得出2430+=E T 。

图像中关系式为
351.24757.28+=E T （3.2-4） 。

从上面的规律可以看出空气能热水器使用时，水的温度与所消耗的电能呈一次函数关系；也就是0t +=kE T （其中t 0为当时水箱内水的初始温度），猜想K 值是一个与COP H 有关的参数。

接下来我们从理论上来验证一下他们的关系。

在电压恒定的情况下，该空气能热水器的功率是一个定值P ，由公式E I =Pt 可知其所消耗的电能。

又由空气能热泵能效比的公式I MH H E Q COP =1可得到
)
(0t T Cm Q E COP MH I HI -==⨯ （3.2-5）
即 )(0t T Cm Q Pt COP MH HI -==⨯，（T 表示水的最终温度）得
01t Pt COP T H +⨯= （3.2-6），
因为P 、C 、m 是个定值，所以在1H COP 不变的情况下，令COP H1/Cm=k,由于E=Pt,从而可得出T=kE+t 0。

从上面的分析进一步说明上面所猜想的k 是一个与COP H1有关的物理量的正确性。

也就是空气能热水器的COP H1值是影响空气能热泵热水器在单位时间内水箱内水升高的温度。

进一步说明热水器的“能效比”是衡量热水器性能的重要指标之一。

从上面的公式可以看出：此空气能热泵热水器每消耗1kWh 时的电能，可使80L 的水温度上升约30℃。

若使用电热水器加热消耗的电能为（假设电热水器的效率为95%）
95.0)0(95.0t t Cm Q W -===3.00kWh （3.2-7）
(其中）（C kg J C ︒⨯=.102.43，kg m 80=)
通电热水器的31。

说明空气能热水器比电热水器更加节能经济[7]。

6、进一步进行数据处理
利用所测数据分别算出每个加热阶段的能效比（制热系数COP H ）： 水温从24℃-32℃
J t t Cm Q MH 6010688.2)(⨯=-= J Wh E I 61008.13.0⨯==
49.2==
I
MH
H E Q COP （3.2-8） 同理可得：水温从24℃-37℃，=H COP 3.03；水温从24℃-40℃，=H COP 2.99； 水温从24℃-42℃，=H COP 2.80；水温从24℃-43℃，=H COP 2.53。

7、分析能效比差异的原因
空气能热水器与普通电热水器加热方式不同，它必须先让热泵工作一段时间后，等到压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热能经铜管传导到水箱内，所以刚开始通电时，水温变化并不明显(与空调工作时情况相似)，从而导致较小。

所用的空气能热水器是一体化的，也就是压缩机与水箱都集成在一起，便于安装在墙壁上，不占地面空间。

随着空气能热水器工作时间延长，水箱内水温上升的同时，由“逆卡诺循环”原理可知:在加热热水的同时，排出冷气导致室内空气温度降底，从而COP 值逐渐变小，由于热水温度通常设置于60℃左右，再加上空气的对流，从而室内温度也不至于太低，所以COP 值最后会稳定在某个数值[8]。

3.2.3空气温度对能效的影响
空气能热泵在吸收空气中的热量时主要考虑空气的焓值。

焓值是指空气中含有的热
量，通常以干空气的单位质量为基准，称作比焓。

空气的热焓本身随温度变化，温度越高空气中的热焓越高，温度越低空气中的热焓越低。

环境温度 0℃时，空气中的热焓为7.653kJ/kg ；环境气温最低达-10℃，空气中热焓下降到-9.3kJ/kg 左右；东北地区冬季低温达-22℃左右，空气中热焓只有-22.2 kJ/kg 左右。

表3-1 不同温度下湿空气的焓
干球温度℃
干球温度℃
空气热焓kg kJ
35 26 80.2 27 19 53.8 15 13 36.7 4 1 11.13 0 -1 7.65 -5 -7 -1.89 -10 -12.4 -9.3 -22
-2.5
-22.2
干球温度（dry bulb temperature ）是空气的真实温度，可直接用普通温度计测出，称这种 真
实的温度为干球温度，简称温度。

湿球温度（wet bulb temperature ）是相对干球温度而言的，是温度计水银球包裹水棉芯，并
一定流速的空气吹过棉芯时，该温度计所指示的温度[9]。

从表3-2“湿空气焓-湿图”中可以看出，0℃等湿球温度线以下的空气热焓都小于 0kJ/kg ；从表3-1不同温度下湿空气的焓中可看出，空气中的热焓随温度的降低而降低。

空气源热泵机制热量的大小与热泵产品的蒸发器和冷凝器的吸热和放热效果有关，作为空气吸热器的蒸发器，其吸热量与空气通风量关系如下式：
F Q L ）（21i -i
（3.2-9） 式中:L Q 为换热器的吸热量，kJ ；i 1为进换热器的空气焓，kJ/kg ；i 2为出换热器的空气焓，kJ/kg ；F 为空气通风量，kg
【10】。

又由（3.2-1）式可知空气能热泵的1H COP 与外界环境中的温度成正比。

3.2.4环境湿度对能效的影响
空气中的热焓随水蒸气的含量减少而降低空气中的热焓除了随空气温度变化外，也
随其水蒸气的含量变化而变化。

表 2 为环境温度 27℃时，随相对湿度(水蒸气含量)的不同空气中的热焓变化。

表3-2 27℃干球温度时不同相对湿度的湿空气热焓
[11]
干球温度 ℃
相对湿度 %
空气热焓 27 100 84.6 27 90 79.1 27 80 73.2 27 70 67.3 27 60 61.4 27 50 55.7 27 40 49.9 27 30 44.2 27 20 38.5 27
10
32.9
从表 3-2 中可以看出，在相同干球温度下，相对湿度越低，湿空气的热焓越低；相对湿度越高，湿空气的热焓越高。

由(3.2-1)和（3.2-9）可知空气能热泵的能效与外界环境中空气的湿度成正比。

3.2.5结霜对能效的影响
由于热泵机在空气温度低于0 ℃条件下运行时，其蒸发温度会更低，空气中的水蒸气会结成霜附着在蒸发器的管道和散热片上，管道和散热片上的霜会越积越多，最终会堵死蒸发器的风道，霜层成为散热器的一道绝热层，管内热焓通过铜管、铝箔传给霜层再由霜层以白然对流方式传给空气，使强迫空气对流换热变为自然对流和导热传热方式。

铜管的导热系数是109)k m (⋅W ,霜的导热系数是0.106)k m (⋅W ，空气的导热系数是0.024)k m (⋅W ，很明显，霜的传热效果只有铜的0.097%，大大降低了传热效果。

根据空气流速的不同，强迫对流传热方式的传热量是自然对流传热方式的几倍、几十倍甚至几百倍。

所以结霜会使空气能热泵的能效降低，结霜越严重，能效越低[12]。

3.2.6工质对能效的影响
工质实现热能和机械能相互转化的媒介物质称为工质，依靠它在热机中的状态变化（如膨胀）才能获得能量，而做功通过工质才能传递热[13]。

热泵工质就是实现热水器传
kg
kJ
导热的关键物质。

它的物性对热泵的能效有着重大影响。

如果说压缩机是整个热泵机组的心脏，那么热泵工质则是热泵机组的血液。

如同热泵机组与制冷机组的热力学原理相同，热泵工质与制冷剂在制冷系统中的功能也相同。

中高温热泵工质循环特性的基本要求与一般常温热泵工质是一致的，但要求在更高的工作温度水平上满足。

由于其蒸发温度以及冷凝温度均比较高，要利用现有的通用制冷系统部件，如压缩机、换热器等有一定的难度，主要表现在高温高压和容积制热量的矛盾。

如果要满足现有热泵系统部件压力标准(大多数要求小于2 SMPa)，需要采用低压的高温工质，但是高温工质在降低压力的同时也减小了容积制热量，如果要利用现有的压缩机，必然造成制热量不够，从而使系统效率降低。

对于现在常用的热泵工质氟利昂（R22）, R134a等，当冷凝温度为80℃时，其饱和压力分别达到3.66M Pa和2.63MPa。

由于工质本身的这种性质和一些相关技术问题，现有的采用R22的热泵机组的供热温度最高只能接近55℃，采用R134a的热泵机组的供热温度最高可能达到70℃o因此，目前应用于常温热泵的工质(主要是R22或其替代物，如R 407C , R410A等)，在中高温工况下的压力水平过高、COP过低，不适用于中高温热泵系统。

下表为一些热泵工质在相同工况下的COP
H
对比。

表3-3 部分常用工质热力计算性能对比[13]
工质特性蒸发压力
/MPa
排气温度
/℃
COP 单位质量制冷量
/(kJ/kg)
单位容积制冷量
/(kJ/m3)
R22 0.63 100.4 3.43 151.8 3779.6
R32 1.03 122.2 3.15 231.5 5876.6
R410A 1.04 97.6 2.99 142.4 5212.6
R407C 0.68 89.1 3.12 137.7 3750.8
R134a 0.36 78.4 3.44 138.8 2401.3
不同热泵工质对空气能热泵能效影响不一，所以选取热泵工质需考虑外部环境、对环境影响和经济效益等很多因素。

目前，热泵工质的环保特性主要是通过其臭氧层破坏潜能（ODP）和温室效应潜能（GWP）进行衡量。

《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》是分别对ODP值和GWP值较高的制冷剂进行淘汰。

在R22及其替代物R410A, R407C, R134a以及二氟甲烷（R32）等制冷剂中，除了R22的ODP值为0.034外，其余制冷剂的
ODP值都近似为0。

也就是说，以ODP值衡量，这些制冷剂已基本达到《蒙特利尔议定书》中对ODP值规定要求。

目前，对于环保工质替代考虑主要还是以GWP值为准。

根据《京都议定书》的规定，GWP值最好小于150，但目前除天然工质外，很难找到合适的制冷工质。

基于此，当前的任务是，找到比R22的GWP值更低的工质替代。

第四章讨论
4.1空气能热泵的优点
（1）高效节能：系统采用750-1125 W输入功率，而加热功率可达3000-4500 W, 150 L的贮热水箱中的水可在2h内达到60℃。

使用费用比传统的太阳能热水器(带辅助电加热器)更省，是电热水器的1/ 4，燃气热水器的1/ 3。

表4-1列出了几种热水供应方式的能源费用，其计算依据是每吨水温升40℃耗能167.2 M J所对应的能源价格。

表4-1 每吨热水的能源费用比较[14]
能源方式燃气柴油电热泵
价格/元17-19 16-18 28 7 显然热泵热水系统生产热水的能源费用大大低于燃气和燃油燃烧而生产热水的费用。

（2）全天候：不受天气变化影响，晴天、阴雨天、夜间都能源源不断地高效制取热水。

（3）适用性强：分体式空气能热泵热水系统使得系统的安装非常灵活，装置控制与维护也比较方便，解决了太阳能只能安装在顶层的不足，而且不受建筑朝向的影响，适用于各种建筑用户，尤其是多层或高层建筑用户。

（4）安全可靠：不需大电流的电气连接，运行安全可靠，噪音小，安全环保，热能来源于空气，水箱内无电热管，水电完全分离。

4.2空气能热泵的先存弱点
目前空气能热泵也存在着其自身的弱点：
1、加热速度慢:空气源热泵产品是采用压缩机压缩制热方式，与锅炉或电力直接加热模式相比，速度相对较慢;
2、加热水温有限制:空气源热泵出水温度最高在70℃o
3、受极端天气影响:目前常规的空气能热泵热水器工况适合气温在-5℃—43℃这个区间。

故此空气能热泵水器的市场主要是长江以南及其附近地区。

4、压缩机易烧坏：目前市面上的热泵热水器普遍采用循环式加热系统，该系统日益暴露出技术缺陷，即在高温高压工况下运行，容易使压缩机老化、碳化，加之系统润滑效果不好，导致压缩机易被烧坏。

5、换热器和套管换热器易结垢断裂：空气能热水器的出水温度通常可达到50至60摄氏度，在这个温度范围内水是最易结垢的，如果不能定期清洗换热器，对于板式换热器而言，就会胀破，对于套管式换热器而言，其内管会破裂，从而导致整个热泵热水机组失去功能。

4.3改进措施
通过对空气能热泵能效进行详细分析指明了提高压缩热泵制热效率的途径，归结起来有:
1、选择安装位置，空气能热水器安装在厨房或温度较高的地方。

选择分离式空气能热水器，获取室外热空气的能量。

3、窗户上可以安装排气扇，并安装倒顺开关(或温控开关)调整室内空气温度。

4、将一体式空气能热水器与分离式空气能热水器组合起来使用(哪边空气温度高就使用哪边的空气进入热泵)。

5、在北方等冬季气温过低，结霜严重的城市需要加装除霜设备，以提高其COP达到提高能源使用率的目的。

6、开发冷热双效应同时利用的热泵产品，可以使制冷产品和高效节能效果发挥到极点，综合能效比可以成倍增长，将是制冷热泵产品的发展方向之一[15]。