空气能热水器用二氧化碳冷媒技术

空气能热水器用二氧化碳冷媒技术
作为热水器行业“最年轻”的品类，空气能热水器进入中国市场几十年，但真正发展不过几年的时间。

而代表行业领先水平的二氧化碳冷媒技术一直掌握在少数欧美、日本发达国家手中，中国鲜有涉及。

海尔热水器此次展出的天沐系列空气能热水器采用二氧化碳冷媒作为导热介质，在多个方面实现了突破。

笔者了解到，应用了二氧化碳冷媒技术的海尔空气能热水器同时在节能、环保、静音、最高出水温度、使用地区、质保六个方面做到了行业最优。

在节能方面，应用了二氧化碳冷媒技术的海尔天沐KING系列空气能热水器COP（能效比）达到了5.2，也就是说用1度电就可以从空气中获取5度电所产生的热能，比普通电热水器节能80%，远超国家一级效能。

在环保和使用地区上，海尔天沐KING系列空气能热水器摒弃了国内普通空气能热水器常用的氟利昂，以二氧化碳为新冷媒进行热水加热，不仅对臭氧层0破坏，还打破了空气能热水器只能在华东华南地区使用的局限，能够在-25至43的范围内使用。

另外，由于二氧化碳热泵属于超临界循环，排气温度较高，使得天沐KING系列空气能热水器最高出水温度可以达到80，比普通空气能热水器出水温度高约45%。

38分贝的超静音，远远低于国家标准的55分贝要求。

2 CO2冷媒特性
作为自然工质的CO2，在19世纪80年代到20世纪30年代被广泛于制冷空调领域，与氨（NH3）一样。

作为一种已经被使用过，可以取自于环境并被证明是对生态环境无害的制冷工质，后被性能较好的HCFC、CFD类人工合成冷媒替代；最近一段时间，由于环保、节能的要求，CO2冷媒凭其环保、安全、稳定、热力性质佳等优势，又一次受到了广泛的重视，尤其是在热泵热水器领域，产业化的商品发展较为迅速。

应用于制热循环时，由于其自身物
性特点，CO2与现有常用的R22、R410A及R134a等工质的特性存在较大的差异。

环保性：如表1，R410A，R134a与CO2都是对大气臭氧层没有破坏作用，即其ODP值为0。

但R410A和R134a的GWP仍较高，分别为CO2的1700和1300倍，属于需要减排的温室气体，只能作为替代工质，而不能长久使用。

CO2作为一种在地球生物圈内自然存在的，ODP值为0，GWP值为1（CO2被定义为1，作为基准值），并已经被证明是对人类无害的物质，目前受到了制冷学术及行业界的一致关注；制冷剂名称 R744
（CO2） R22 R410A
工作压力范围(MPa) 高压:9～12 高压:2～3 高压:3～5 低压:2～4.5 低压:0～0.7 低压:0～1.5 单位容积制冷量(kJ/m3) 51868 11385 16759
热力学特性：CO2冷媒单位容积制冷量大，3～5倍于R410A及R22（见表2）；CO2处于超临界流体状态，比热大、导热系数高、动力粘度低的性质，使其具有比液体和气体更佳的传输性能和传热特性，传热效率高，如表3。

此外，与常规制冷剂相比，C02绝热指数较高,跨临界制冷循环的压缩比较小，约为2 ～4，压缩过程更接近等熵，有利于指示效率的提高。

安全性：作为自然冷媒，CO2无毒，不可燃，虽然压力比较高，但由于CO2的单位容积制冷量相当大（见表2），因此压缩机及系统两器可以比目前做的小一些，而且实际上设备的破裂强度和压力与容积的乘积有关，所以CO2的破裂强度与传统工质差不多，其高压爆破
危害性在技术上是不难克服。