变容技术助力热水器节能

　　随着消费者生活水平的提升，生活用热水的习惯慢慢发生着变化，消费者对于热水器的需求由单一的洗澡功能逐步在向家庭热水中心这一功能转变。由于家庭热水中心全面提升消费者的生活品质的同时，也意味着会更耗能，在节能需求日益高涨的背景下，在满足舒适的同时，节能也成为大容积电热水器必须要面对的问题。

　　在电热水器的能耗当中，热水存储消耗的能源占比非常高，企业通过加厚保温层，增加各种智能的控制方式等来尽可能地减少电热水器的耗电。笔者认为，其实，传统的电热水器使用变容技术会使节能效果迈上一个新的台阶。

　　多箱式储水热水器是早期的变容式热水器，一般用于大型工程中，如果是家用电热水器，则只能用浮板式变容的方式。具体来讲就是通过在垂直的圆柱形热水器内胆中放置浮板，既起到隔热保温作用，同时也起到了对内胆中的水分层作用。在隔板的上方为热水区，下方为冷水区。当电热管工作时，下方的水被加热转入上方，浮板向下移动。当上方出水口打开时，热水流出，冷水从下方进水口进入，浮板向上移动。由于热水区的容积和冷水区的容积在不断变化，故称之为变容。这种变容技术出水温度是恒定的，它不因为冷水进入的多少而产生变化，故热水产出率高达95%以上。

　　采用变容技术的热水器，可通过在内胆外壁安放若干温控器，实现对内胆中的水进行多种形式的变容。例如，安放4个温控器，就可以把热水器分成5等份。再通过智能控制器可以方便控制电热管的开关，让浮板停在预定的位置上。比如，通过预置让隔热停在上方第二个温控器位置上，那么整个内胆中的热水区容积是2/5，冷水区容积是3/5。同时，还可以通过时控器将工作时间分成二个时段，例如，将峰电时段的变容比调为1/5，谷电时段则随着季节和使用人数变化将变容比从2/5调至5/5，以达到即开即热功能，同时又达到节能的效果。

　　从长远来看，热水器的发展方向是复合能源热水器。光电互补式、风光电互补式热水器是潜力的新型产品，这也是目前卫浴行业中各品牌都在积极推出家用的空气能热水器、太阳能热水器的原因。但这类综合能源的产品通常容积都较大，例如，空气能热水器一般家庭用的机型容积都在100L以上。光能、空气能的间歇性，产品体积大也是发展的障碍。但如果使用变容技术，可以把少量的，短时间(风，光)能量转化成少量的热水而转移到浮板上方存储起来，这样就可以使太阳能热水器、空气能热水器变成一款更加高效节能的电器。

　　空气能水器在实际运行中，热泵是一个变工况的过程。其冷凝温度随水温从低到高持续攀升，其蒸发温度随一年四季环境温度不同跟着急剧变化。空气能热水器的能效SPF是以低温运行工况、最小运行工况、名义工况、最大运行工况四个工况点为典型工况点，在当地环境温度分布图中得出相应系数，然后以加权方式计算所得。因此我们在讨论空气能热水器较之电热水器有节能的优点时，不要忽略变动工况给它带来的负面影响。为了减小它的负面影响，提高能效SPF，将平板太阳能集热器作为热泵热水器的膨胀器，这就是直膨式太阳能热泵热水器。显然可以改善低温运行工况，使其蒸发温度在冬季有所提高。

　　如果把蒸发端叫空气能的上游，那么冷凝端为空气能的下游。在储水内胆中使用变容技术，将冷凝器放置在浮板下方的冷水区，加热时升温的水转移到浮板上方的热水区，使冷凝温度保持一定。上游再通过太阳能集热器改善工况，下游通过变容技术改善工况，这时的空气能热水器就可以达到最大能效。

　　带有储水内胆的各类热水器最大的矛盾是大容积和速热，而变容技术就是要解决储水器大容量和速热的矛盾，可以使各类带有储水内胆的热水器将有限的内胆容量尽可能地扩大热水产出，同时又可以短时间加热一定量的热水，是未来热水器节能的核心技术。

　　变容式电热水器需要在常规电热水器的基础上增加变容功能，内胆垂直安放会增加成本，但功能却成倍增加，既达到提高人们的生活质量的目的，又同时顺应了国家节能减排的大势，将使得热水器进入到高效，节能，环保的新阶段。但一个产品在市场中被消费者所认可，主要取决于产品的设计原理是否先进，制造工艺是否精良，价格是否与用户合拍，运行成本是否低廉，因此最终变容技术能否在热水器中得到很好的应用，还在于技术的创新性，实用性，经济性。

　　(责编 连小卫)