主题：【原创】2030年中国人的人均生活水平(6) -- 龟途漫漫
家园 【原创】2030年中国人的人均生活水平(6) 2030年中国人的人均生活水平(5)中有关这个热泵热水器的一些介绍，有不少人提出了一些很好的问题。这里尽我所能作一点说明，考虑到以后有关空调冰箱等的讨论，也是一个准备。
1。空调原理
空调制冷原理
空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。
制热工作原理
热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝器来加热室内空气。空调器在制冷工作时，低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热而高温高压制冷剂在冷凝器内放热冷凝。热泵制热是通过电磁换向，将制冷系统的吸排气管位置对换。原来制冷工作蒸发器的室内盘管变成制热时的冷凝器，这样制冷系统在室外吸热向室内放热，实现制热的目的
这个说明可能不是很容易理解。实际上制冷和制热可以理解为都是一样的，空调，冰箱是一回事。
低压制冷剂液体在蒸发器内温度很低，低于外界的温度一定程度，所以制冷剂液体就从外界吸热蒸发。
注意这里的蒸发是对制冷剂而言，不是对外界。
高温高压制冷剂在冷凝器内温度高于外界，放热冷凝。同样这里的冷凝是对制冷剂而言，不是对外界。
实现这个的是用了压缩机，压缩机消耗一定的电力
,实现热量的运送。
将蒸发器放在房间，冷凝器放在外面，就是空调制冷。
将蒸发器放在外面，冷凝器放在房间，就是空调制热。
将蒸发器放在箱子里,冷凝器放在外面，就是冰箱。
热泵热水器=空调制热，将蒸发器放在外面，冷凝器放在水箱里。
以下回答一些朋友的具体问题：
1。
冰箱的废热实在是一种浪费，应该把它拿回来有时候这种浪费也是没办法的事。 njyd 2007-09-20 06:38:55冰箱功率太小，国内的好象也就是一两百瓦，用这点功率加温热水太少了。而且加温热水会提高散热器的温度，因为热水温度太低了没什么用，这样一来又会造成冷热两端的温差，降低压缩机的制冷效率。
你的分析非常正确。
冰箱功率较小，但耗能不少，应该把它拿回来。如果可能，就可以大量用大冰箱了。
你的思路，恐怕是绝大多数人的想法，很对。
我的思路，很简单，也许有可能在一定程度上实现。我已经买了一个小冰箱，准备做实验，但发现没有必要。现在不知如何将主意变成钱。
(以上纯属吹牛)。
这个方面我很不理解日本人为何不能解决这个问题。日本人在有些方面做的很细，有的到了变态的地步。我看到过三菱公司搞一个利用轴承发热烘干衣服的，不可想像。烘干机节能潜力很大，也很容易,也后我会有一个部分谈这个问题.三菱公司的方法不可理喻，但有这样的支持，就没有人能做好烘干机节能? 没有人会想到我的冰箱耗能回收方法?
2。
这个热泵热水器可以部分代替空调了吧？ 千里追风 2007-09-19 12:28:07需要空调的时候把它的吸热口朝向室内，其它时间朝向室外。
只要夏天还要洗热水澡，就有意义。
有几个人这样说：
这种东西应该安装在室内，一面做空调制冷，另面在浴室制热，一举两得兄弟你说对了，我就是这么干的哈哈
这样夏天洗完澡出来我还可吹冷风，非常舒服
那冬天怎么用
我的热水器顶上有个像油烟机那样风管，冬天的时候插到卫生间排风道接口上，夏天直接对着浴室
3。
我认为电加热应该是效率最高的。 njyd 2007-09-19 00:11:13只考虑从电能转换为热能，加上散热造成的损失应该是百分之百。
燃气的一般90%，可以超过100%。
阿里斯顿2005年已开始着手三期生产基地的建设，2007年已经正式运营，主要生产的就是壁挂炉等燃气产品，并在中国市场率先推出应用冷凝技术的GENUS PREMIUM凝系列壁挂炉，热效率高达107%，达欧洲四星节能标准，热效率高于100%在国内引起了一些反应，认为是吹牛。如果是电的那就更不行了。
我在国内一次碰到一个公司(万和或万家乐)，有这样的谈话，
你们有热效率高于100%的燃气热水器?
是。
有人认为这是不可能的，是吹牛?
对。
我知道你们是对的，没有吹牛。
谢谢。
但是电热水器不可能高于100%，是吗?
是。
我可以做一个电热水器高于100%，你相信吗?
相信。
你不相信，因为违反能量守恒。但是我是可以做的。
。。。。。。。
那次我有点胡搞，实际上浪费了一个交流的机会。
我的这个主意来源于一个人提出解决北方冬天自来水太冷的问题。这个问题比较难，最后搞的有不少主意出来。
大家有时间可以找一下有关热效率高于100%的燃气热水器的说法，这样以后可能不会对厂家有太多的怀疑。
至于电热水器高于100%，不要去关心了，网络上没有，现在也不存在。
4。
电热水器的主要问题是不用的时候需要保温 橡树村实时能量效率不好 橡树村燃气热水器的控制装置。不知道您指的是什么，常见的民用燃气热水器，没有自动的燃气调节装置。这个从技术角度上讲应该不难，但是少见。有关电器的好坏，会有无穷的争论。主要有
电热于燃气热水器
横式和立式热水器
实时与储存热水器
变频与定频空调
滚筒和波轮洗衣机
烘干机是否应该用
等
我很为难，这些问题不是容易讲清楚，一但开始，很难结束。
这里有一个关于燃气热水器的控制装置
阿里斯顿EI7在额定功率内,无论水流量如何变化,在第一时间稳定水温,实现水温±1度精准恒温,
智能PID恒温运算出水温度,智能芯片不间断聪明记忆,刷新恒定温度下的最新工作参数,让每次工作都能迅速恒温出水。而且是变频燃烧，燃气电子比例阀、无级变速鼓风机、火力分段阀在微电脑智能协同工作下，实现变频高效宽频燃烧。在加上远程线控
最多可配置2个线控器，实现远程热水器温度的设定与运行还射定了恒定稳压
所以这些问题我就不具体回答，当然有兴趣的可以讨论。
5。[FLASH]从空气中吸收能量的问题。我的理解，这个东西不过就是把空气中的能量换了各地方，而且还是需要放回到空气里面去，既需要吸收，也需要向空气释放能量。整体而言，空气是在提供能量还是在仅仅作为一个能量媒介存在？我不认为是前者，实质上的能量的来源应该仍然是电。如果您认为这种情况下空气提供的能量净值可以是正的，那么请证明一下。列出能量平衡就好。[/FLASH]
这个问题一般会有很多人问，实际上我觉得空调是一个很好的例子，解释热力学第一、二定律，可惜好像大学老师没有化时间去强调。
对于热泵热水器，从空气吸收能量后，这部分能量转移到水里，空气温度立即下降并从附件空气补充能量。这个非常简单，不需列出能量平衡。
6。[FLASH]我这个效率和你说的能效比不太一样 花 1 掷骰子 2007-09-20 20:55:46
我是把 有效制冷量/废热排放，或者有效制热量/废冷排放。计算的对象是整个室内外环境。类似于(意塔）的计算
你的是 有效制冷量/输入电能，或者有效制热量/输入电能。计算的对象仅指室内需要被制冷或者制热的环境。
[/FLASH]
你的定义是对的，但一般很少人用。
7。
用空调放出的热气来加热水。只是压缩时候比一般的空调压缩的更厉害以取得更热的水家用这系统的效率很值得怀疑
不是这样的，冷凝器直接加热热水。
8。
能效比达到四，应该就是说输入1单位的能量，实际从外界泵入4单位的能量，这里比较容易混淆。输入1单位，从外界泵入3单位，总的是能效比达到四。
家园 这个概念不搞清楚，问题讨论下去没有意义了。 对于热泵热水器，从空气吸收能量后，这部分能量转移到水里，空气温度立即下降并从附件空气补充能量。这个非常简单，不需列出能量平衡。单一的热源不能产生能量（或者说从中提取出能量），必须有温度差存在，才能有能量的转移，也才能做功。恰恰是后面你所说的空气温度下降（低温热源？是这个名词吗？记不清了）和转移到水中的能量，他们之间有温度差，可以做功，但是产生这种状态需要外界的能量输入，是不能从空气中凭空产生的。热气和冷气混合后，变成环境温度，这个过程才是自发的，不需要能量输入的过程，因为这个过程熵增加了，反之则不行，因为逆过程熵会降低，必须有能量输入才行。这个过程中能量也必然是守恒的，不会存在热效率大于100%的情况。
至于说煤气热水器，由于商家对于煤气热值的定义不同，效率标值不一样也可以理解，处于宣传目的嘛。而且最大偏差不过10% ，不存在热效比4：1的情况。所以，以热泵的使用作为解决未来家庭能源问题，可能只是建立在空中楼阁之上。
家园 你的看法非常正确 你的看法非常正确，有些概念需要搞清楚。
单一的热源不能产生能量（或者说从中提取出能量），必须有温度差存在，才能有能量的转移，也才能做功。恰恰是后面你所说的空气温度下降（低温热源？是这个名词吗？记不清了）和转移到水中的能量，他们之间有温度差，可以做功，但是产生这种状态需要外界的能量输入，是不能从空气中凭空产生的。热气和冷气混合后，变成环境温度，这个过程才是自发的，不需要能量输入的过程，因为这个过程熵增加了，反之则不行，因为逆过程熵会降低，必须有能量输入才行。这个过程中能量也必然是守恒的，不会存在热效率大于100%的情况。你的说明非常精辟，应该完美解释了热力学第二定律。说实话热力学第二定律对我来说很难，所以我一点也不敢提及。对熵这个名词连想都不敢想。你在“记不清了”的条件下能够把这么困难的东西实在让我佩服。
不过我想我忘记提到在热泵中有电能输入，这个就是你提到“恰恰是后面你所说的空气温度下降（低温热源？是这个名词吗？记不清了）和转移到水中的能量，他们之间有温度差，可以做功，但是产生这种状态需要外界的能量输入，是不能从空气中凭空产生的”里面的“能量输入”。不知道这样的解释是否有点道理?
至于说煤气热水器，由于商家对于煤气热值的定义不同，效率标值不一样也可以理解，处于宣传目的嘛。而且最大偏差不过10% ，不存在热效比4：1的情况。所以，以热泵的使用作为解决未来家庭能源问题，可能只是建立在空中楼阁之上。我现在有点惶惶不可终日，如果这个搞错了，我以后可能要换ID才能发帖，但这个ID是我最喜欢的，而且对我的信心也是一个巨大的打击。
我的水平不够，说不出好的理论，只能用COMMON SENSE 来试试看。
1。热泵热水器和空调制热完全一样，仅仅将空气换成水。
2。空调制热能效比都是大于1，高的可以7(指产品)，理论可以更高。
3。空调能效比是一个普通的指标，每个空调都标明。如果是“处于宣传目的”那????????
我不懂只能乱说。见谅。
家园 家庭化是没有前途的 以大楼、小区为单位的集成化才是王道。利用大型压缩机的冷热两端，空调、热水、冰箱、烘干全部可以低成本提供。上海以前有个楼盘集中制冰供冷（估计是利用晚上的低电价进行），但由于新入住户少，所以分摊成本高。另外没有和供热结合起来，也浪费了制冷时产生的废热。
（目前有中央空调的地方的热水居然也是用锅炉烧的，房屋顶上还有硕大的散热器，暴浪费）
集中以后，能量的存贮比较简单了，无论是高温还是低温，规模大了，冬天的冰都可以留到夏天用。但传输比较成问题，核心可能还是管道输送的能量散逸问题。
工业上的应用比较讨厌，制热至少需要蒸汽级的。
家园 【原创】以大楼、小区为单位的集成化 你的意见可能非常正确，不过我对这个技术不懂，也非常怕，就是如何解决共用付钱的问题。所以不敢想。
提个问题：
“上海以前有个楼盘集中制冰供冷”
制冰供冷好像不节能，反而多耗能，目的是平衡电负荷。
另外大型压缩机恐怕效率要更低(一般空调小的效率高)
家园 可能问题 格力定速空调1级能效等级:
型号 能效比 额定制冷 额定制热 额定功率(W) 质量(kg)
瓦(W) 瓦(W) 制冷 制热 室内/外
KFR－24GW/E(2451)Z 3.95 2450 2600(3200) 620 610(1210) 12/40
KFR－27GW/E(2751)Z 3.94 2700 2800(3400) 685 675(1275) 12/40
KFR－32GW/E(3251)Z 3.81 3200 3300(3900) 840 850(1450) 12/40
KFR－35GW/E(3551)Z1 3.38 3500 3850(4450) 1035 1050(1650) 12/40
KF－24GW/E(2431)Z 3.95 2450 / 620 / 12/40
KF－27GW/E(2731)Z 3.88 2700 / 695 / 12/40
KF－35GW/E(3231)Z 3.74 3500 / 935 / 12/40
这里大的效率低。没有时间找更多东西。
宾馆、大楼这些应用都有了。
家园 改造可能会比较困难，另外宾馆、大楼也可以是目标 这个应用牵涉的技术应该并不复杂，我也并不专业，只是一点常识的判断。
首先是制造冷和热，热泵－空调复合体，（大型机的效率没有道理会低于家用空调的，除非你是把深冷的效率和一般的制冷比较）当然这个的结构要复杂一些，效率要低一点，因为冷和热都需要分段回收。
其次是冷和热的存贮，冷相对简单，主要利用水的固化热，具体需要多少水要计算以后才知道。热比较讨厌。想不出什么好办法。
再次是传输，冷和热都要到户才行。
最后是平衡负载，毕竟冷和热的需求不会是同步的。
宾馆、大楼既要8～12～24小时空调，也要24小时热水，容易平衡负载。另外集中收费，不麻烦的。
“制冰供冷好像不节能，反而多耗能，目的是平衡电负荷。”晚上用电首先是降低成本，多耗能是相对的，对整个社会而言绝对是降低能耗的。
白天2台30万千万的火力机组，到晚上低谷时绝不可能只开一台的。就是把一台30万的降到25万工作量也是及其恐怖的。同样长江水晚上的流量也不会比白天少。
核算好了应该是不错的业务，赶上国家的节能减排大政策，补贴也能弄不老少。
家园 共同掏钱改造的确罗索 我天津家里面，当年装暖气的时候，一个楼栋就只有我家同意。其他的这个那个的，费了大劲了。其实主要还是经济条件不允许。国内目前的状况，进行这种住户的协调，还是很麻烦的。
至于空调之类的，可能更麻烦，这个更加是奢侈品。恐怕只能在新建小区的时候去考虑了。
家园 在南京空调已经算必需品了。 不同的是一家有装一台的，有装两台甚至每间装一台的，我家楼下双下岗的还装了一台。
不知天津现在怎么样？
家园 天津没这么热 我家那栋楼，只有我家装空调。我家在一楼，也不用常开。
南京那个火炉子，没空调怎么活呀。
家园 放弃吧 天津的集中供热按表记费曾经很是被政策性的推广了一下。结果挺惨。
我家住万德庄。对面的一个新小区，建楼的时候就直接装了按表记费的暖气。小区里双职工家庭为多。结果供热站先受不了啦。白天大家不开暖气，供热站的职工无聊到甩扑克，下象棋。晚上大家一起开，烧锅炉的说锅炉都“烧红了，都快烧化了”。送煤的小铲车通宵跑，扰民，周围居民就拒绝交纳暖气费……最终结果是把那个小区也改成按每年3个半月时间收暖气费了。
家园 看来还是需要提供热水器的能量平衡 就是你那个100%是怎么计算的。
其实很简单：
1 燃气本身的热值
2 燃气的流速
3 被加热的热水的量
4 热水被加热前后的温差
而内热式的电热水器
1 加热的功率
2 加热的时间
3 被加热的热水的量
4 热水被加热前后的温差
一比较就知道怎么回事了。
请不要只是提供一个概念，卡诺循环是基本概念，不要以为别人不懂。