718 家用电热水器-发展分析

家用电热水器发展的基本方向是装置小巧、出水充足、安全性好、能耗低等，基于此，相关的技术发展可能有如下几方面。

增加蓄电单元

增加低压（如24V、36V等）直流蓄电单元，用水时断开所有强电（如220V交流电部分），相关仪表等均用低压蓄电单元供电。

增加蓄电单元主要可提高用水时的电气安全性，必要时也可辅助少量热水制备。

引入蓄热材料

即装置中不用电热件直接加热自来水，而是加热恒温绝缘蓄热材料，自来水流过蓄热材料时被加热。

装置工作时可用较小功率用较长时间加热蓄热材料，把热能蓄存在蓄热材料中；需用热水时，装置电源可断开，自来水流过恒温绝缘蓄热材料被加热至适温热水流出。

当蓄热材料的蓄能密度较大时，装置可实现出水量、安全、小巧等特性的兼顾。

以自来水20℃，出水温度40℃，出水流量5L/分，蓄热保证连续出水30分钟为例，蓄热材料所需蓄存的热能量约为（加热功率计算请参见715篇）：

6.972*0.5*3.6=12.5MJ

设蓄热材料体积限制在不超过40L，则要求蓄热材料的蓄热密度约为：

12.5/40=0.3125MJ/L

目前这是一个较高的指标要求，再考虑到蓄热温度（45~50℃）、电绝缘、导热性等要求，可能需要针对电热水器进行专门开发。

采用热泵技术

利用空气源热泵的即热式热水装置如下图。

其中的热水加热器可采用板式、微通道式等均可实现体积不超过10~15L；室外单元和室内热水加热器之间的连接管或连接件可采用电绝缘材料，管内仅不导电的热泵工质进入热水加热器加热自来水，从本体上实现电隔离。

需用热水时，热泵启动，数十秒后即可连续制备设定温度的热水，且运行功率较小。

以自来水20℃，出水温度40℃，出水流量5L/分（83g/s），室外空气温度10℃为例，热泵制热系数约为：

COP=0.5*(40+273)/(40-0)=3.9

即上述参数时热泵制备热水耗电约为普通电热水器的1/4。

热泵运行电功率可约为：

6972/3.9=1788W

热泵制备热水是目前可兼顾功率适宜、连续出热水、电气安全性好、室内部分体积小、热水制备能耗低等要求的较成熟技术，主要不足是需要配置室外单元，安装相对复杂。