[00122635]采用树脂相变蓄热材料的热泵热水器

①本成果课题来源与背景;在建筑耗能中,生活热水消耗的能量十分惊人。据统计,城市民用建筑仅洗澡热水用能就超过20%。目前国内市场上的家用热水器按其所使用的能源不同可以分为燃气热水器、电热水器和太阳能热水器三大类。其中,热效率在0.5-0.7之间的燃气热水器（强排式效率更低）所占比例大于55%,热效率在0.60-0.85之间的电热水器（直热式效率约高）所占比例约40%。这两种热效率远低于1的热水器的市场应用份额超过95%,占了绝大部分。太阳能热水器有一定的节能优势,但由于靠天吃饭、城市建设限制等原因,市场应用份额也很小 。从科学利用热能的角度来说,使用电力、燃气、燃油等高品位的能源,来加热40℃左右的淋浴用热水是极不合算的,是一种极大的能源浪费。 ②本成果技术原理及性能指标; 热泵热水器通过逆卡诺循环原理,能够以极少的电能把空气低温位热能转化成高温热能,再传至水中,加热热水。空气源热泵热水器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,消耗少量电力,能获得4倍热量;此外还具有全天候、适用性强等特点。 ③本成果技术的创造性与先进性;二元相变材料配方开发：研究出不同有机、无机和有机储能物质体系复配时成分、工作区间温度、相变前后物相变化、密度变化等对相变潜热、储热放热速率、物质稳定性等物理化学性质的影响。在对多个相变储能体系进行大量系统性研究和测量的基础上得到先对温度在46℃左右,总相变潜热大于150KJ/KG的基本相变储热材料相变材料改性工艺开发：通过使用离子液体改性上述基础相变材料,研究了离子液体种类对相变材料熔点、潜热、导热、过冷度及热稳定性的影响。筛选出丙胺乳酸盐-PEG2000-甘油复合相变体系和三氟乙酸盐-棕榈酸-十六醇复合相变体系,较好的解决了原有相变材料中存在的导热率较低的问题。最终得到了热导率较高、热稳定性好、相变温度和潜热复合要求的复合相变蓄热材料。 ④本成果技术的成熟程度,适用范围和安全性; 相变蓄热材料目前主要应用于建筑保温、电力调峰、工业低温余热的利用中。如何适应各种应用场所选择合适的相变储能材料以及相关的设备,提高能源的利用效率,相变材料热循环寿命不够和导热率低,是未来研究的重点领域。而空气源热泵热水器用低温相变蓄热材料的研究也是人们研究的重点之一,肉豆蔻酸系列、十六醇系列、聚乙二醇系列等许多有机相变体系被研究和报道,均可以取得较大潜热。 ⑤本成果应用情况及存在的问题;受制于有机相变材料导热率普遍低于0.3 W/mK的现实导致换热慢的现实,因此还要进行大量研究和寻找途径改善。 ⑥本成果历年获奖情况 2015年10月 获得了两项省新产品：“KF75型多点温控分舱加热式热泵热水器”, “KFXRS-12II型相变保温热泵热水器” 2015年10月 获得两项高新技术产品：“空气循环泵热水器”、“冷热水分层热泵 热水器” 2016年11月 获得一项高新技术产品：“超低温智能型热泵热水器” 2016年3月 获得一项省级科技成果鉴定：“KFXRS-12II型相变保温热泵热水器” 2017年2月 发表科技论文三篇“有机相变储能材料导热增强方法研究进展”、“相变储能材料中降低过冷度的方法”和“丙胺乳酸盐/肉豆蔻酸复合相变储能材料的制备及性能研究”。 2016年12月 制定了能源行业标准“空气源热泵热水器搪瓷储热水箱” NB/T34034-2016 2016年8月 组建了安徽省博士后工作站 2016年10月 认定为省企业技术中心 2016年11月 评为省级工业设计中心 2016年12月 组建了安徽省工程技术研究中心 ⑦本成果成果简介: 本项目目前年产值11028万元,年增利润1652万元,交纳税金220万元,带动直接就业50人,达产年后年可生产蓄热材料600吨,满足生产3万台相变蓄热热泵热水器的生产需求,热水器产品实现销售收入1.2亿元,利税2000万元。 通过本项目的实施可以使我省企业通过研制出合格的树脂相变蓄热材料而占领家用热泵热水器的制高点,率先开发出具有实际应用价值的相变蓄热热泵热水器,填补国内空白,成为行业在家用市场的领头羊,提高我省相关产品的行业地位,有利于热泵热水器产业链的纵深发展。同时大大扩宽企业产品的应用市场,具有明显经济效益和实用价值。另一方面通过本项目的实施可以提高相关低温相变蓄热材料的研究水平,同时可以推动空气源热泵这一高效环保节能产品的普及推广,对于人类生存环境的保护和能源的节约有着明显的积极作用。