行至2020年，燃氣熱水器行業(yè)已經(jīng)踏上由大到強的發(fā)展道路。其中，把握技術(shù)發(fā)展趨勢至關(guān)重要?？v觀全球燃氣熱水器行業(yè)的發(fā)展，筆者認為，未來的技術(shù)發(fā)展或?qū)⒅饕獜?strong>能效（通過燃氣利用方式的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)對低碳社會建設(shè)的貢獻）、聯(lián)網(wǎng)（利用物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)手段，適應(yīng)社會的變化）、智能（利用智能技術(shù)，完善產(chǎn)品自身的功能）、體驗（利用各種技術(shù)手段，進一步改善用戶的產(chǎn)品使用體驗）四大方向延展開來。

本篇為能效篇，電器微刊（ID：dianqiweikan）后續(xù)將繼續(xù)發(fā)布聯(lián)網(wǎng)、智能、體驗的相關(guān)內(nèi)容，敬請期待。

從熱力學(xué)角度來看，即使采用回收煙氣中水蒸氣的潛熱，燃氣熱水器能源利用效率的提高空間也已經(jīng)不多。于是，轉(zhuǎn)變能源方式就成為燃氣熱水器提高能源利用效率的重要途徑。

目前，在家用燃氣利用領(lǐng)域，燃氣梯級利用的方式主要有兩條技術(shù)路線。一是熱電聯(lián)產(chǎn)，利用燃氣發(fā)電，將發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量加以利用；二是多種熱源組合利用，將燃氣加熱手段作為后備。前者屬于較為復(fù)雜的燃氣利用方式，將其納入燃氣熱水器的領(lǐng)域不太合適；后者仍屬于熱水加熱領(lǐng)域，將其作為燃氣熱水器的延伸比較合理。

以往在空調(diào)、熱泵行業(yè)以及太陽能熱利用行業(yè)，燃氣加熱手段會作為配套部件出現(xiàn)。而近年來，情況發(fā)生了很大的變化，熱泵、太陽能集熱器更多地成為燃氣熱水器的配套部件。無論如何，相對于空氣源熱泵以及太陽能集熱器的加熱性能，燃氣加熱的突出優(yōu)勢是運行不受環(huán)境變化的影響，而且對熱負荷響應(yīng)快，從而可以保證用戶能夠得到良好的使用體驗，客觀上促進了空氣源熱泵和太陽能集熱器的市場的發(fā)展。

2020年4月，能率在日本開始銷售新一代名為ユコアHYBRID-S（ECO HYBRID-S）的燃氣—熱泵組合式熱水器。ユコアHYBRID（ECO HYBRID）系列產(chǎn)品自2013年開始進入日本市場，ECO HYBRID-S的特點是價格有所下調(diào)，更多地考慮了產(chǎn)品的安裝和可操作性，同時熱泵單元采用100V插座。此外，該產(chǎn)品還具備語音控制功能。

能率的ECO HYBRID系列產(chǎn)品曾在2017年獲得日本節(jié)能中心大獎。與燃氣熱水器相比，該組合式熱水器通過結(jié)合冷凝式燃氣熱水器和熱泵熱水器的優(yōu)點，將熱水供應(yīng)和保溫的全生命周期綜合一次能耗降低約40%。這種組合式熱水器的節(jié)能性主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，利用空氣源熱泵在環(huán)境溫度較高時的高運行效率，以及輸出溫度較低的熱水時效率較高的優(yōu)勢，即使用水溫度較高，也可以分兩段加熱，加熱溫度較低的加熱過程利用熱泵，溫度較高的加熱過程利用燃氣熱水器；另一方面，利用控制手段，通過自學(xué)習(xí)預(yù)測熱水需求的溫度和用水量，合理設(shè)定兩種熱源裝置的運行狀態(tài)，降低運行能耗。在非沐浴時段，盡可能降低水箱儲存的熱水溫度。實際上，廚房所需的熱水溫度通常較低，46℃以下就可以滿足需求，而且相應(yīng)時段的環(huán)境溫度較高，合理調(diào)整熱源裝置的運行參數(shù)，可以顯著降低保溫過程的熱損失，同時充分利用空氣源熱泵在加熱較低溫度熱水時效率較高的優(yōu)勢。能率公司的ECO HYBRID配套的空氣源熱泵所使用的制冷劑是R290（丙烷），是目前環(huán)境影響特性最優(yōu)的天然制冷劑之一。此外，ECO HYBRID在防災(zāi)措施方面，還配備了與太陽能光伏系統(tǒng)連接，以及連接應(yīng)急內(nèi)燃發(fā)電機的接口和運行模式。

2019年12月，林內(nèi)開始在日本銷售具備光伏發(fā)電功能的燃氣—熱泵組合式熱水器ECO ONE SOLAR。該產(chǎn)品與林內(nèi)公司2010年開始銷售的ECO ONE燃氣—熱泵組合式熱水器之間最大的差異，是新增了部分防災(zāi)功能。ECO ONE SOLAR配備的太陽能光伏發(fā)電裝置，除了滿足燃氣熱水器的供電需求之外，還能兼顧發(fā)生災(zāi)害時冰箱和浴室、衛(wèi)生間的用電需求。考慮到冰箱在日間有相對穩(wěn)定的電力需求，所以平時太陽光伏系統(tǒng)主要向冰箱供電，避免光伏發(fā)電裝置運行導(dǎo)致電力過剩。在發(fā)生電力供應(yīng)中斷時，太陽能光伏電池和蓄電池一般可以維持燃氣熱水器、冰箱和浴室、衛(wèi)生間的用電需求，即使發(fā)生燃氣供應(yīng)中斷或供水中斷的情況，儲水箱內(nèi)的存水依然可以在一定程度上緩解災(zāi)害產(chǎn)生的不良影響。此外，該產(chǎn)品還具備與應(yīng)急燃氣發(fā)電機進行熱電聯(lián)產(chǎn)運行的功能，當燃氣發(fā)電機組發(fā)電運行時，發(fā)電過程產(chǎn)生的余熱用于加熱生活熱水，可顯著提高能源的利用效率。

另一種具有代表性的產(chǎn)品是太陽能—燃氣熱水器SOLAMO，這是日本東京燃氣公司在2010年開始銷售的組合式燃氣熱水器。SOLAMO的主要特點是將燃氣熱水器作為后備熱源，優(yōu)先利用太陽能加熱，當太陽能加熱量不足時，燃氣熱水器開始補充加熱量。該系列產(chǎn)品包括僅供生活熱水的型號，以及可以供暖和供生活熱水的型號。SOLAMO的控制系統(tǒng)具備能量可視化功能，可以顯示太陽能的利用狀態(tài)以及消耗的燃氣和電力。這些信息以及用戶的熱水使用規(guī)律信息，可以成為優(yōu)化運行熱水器的依據(jù)，從而達到獲得良好舒適性和減少燃氣和電力費用的效果。這種組合式熱水器的太陽能保證率較低，在全年熱水加熱的熱量中，太陽能保證率僅為16%以下，考慮到安裝位置差異等因素的影響，實際使用的效果約為10%以上，大致上只能達到中國太陽能熱水系統(tǒng)保證率要求的1/3左右。但是，如果從設(shè)計者角度來看，太陽能保證率達到10%的組合式熱水器的節(jié)約燃氣效果，已經(jīng)明顯突破燃氣熱水器的能效上限，實現(xiàn)了節(jié)能。同時，這樣的組合式熱水器在使用體驗上與使用燃氣熱水器時所獲得的較好體驗基本無異。實際上，要求過高的太陽能保證率，在客觀上犧牲了用戶使用體驗，這也許是近幾年中國太陽能熱水器市場大幅度下滑的原因之一。當補貼政策退出后，太陽能熱水器能夠被用戶接受的理由，就是其技術(shù)經(jīng)濟競爭力，脫離實際，追求過高的太陽能保證率指標，最終導(dǎo)致用戶放棄太陽能熱水器。

SOLAMO的典型運行模式是，利用太陽能集熱器加熱防凍液，通過集熱泵循環(huán)加熱熱收集回路中將熱量送入儲水箱中，這些熱量優(yōu)先用于供暖，包括作為浴室暖風機的熱源，實現(xiàn)對浴室空氣的加熱和干燥，同時利用生活熱水專用熱交換器加熱生活熱水。如果太陽能集熱不足，或熱水、浴缸和加熱所需的溫度未達到要求，就利用燃氣熱水器快速將生活熱水加熱至所設(shè)定的溫度。

東京燃氣公司在2013年秋季竣工的國領(lǐng)阿爾法公寓安裝了58套SOLAMO，這些產(chǎn)品具備供暖和生活熱水加熱功能，太陽能集熱器為陽臺護欄一體式結(jié)構(gòu)，垂直安裝在陽臺上代替護欄。大阪燃氣公司的SOLAMO示范項目則安裝在旭化成建筑技術(shù)研究所示范大樓，該項目太陽能集熱器采用屋頂安裝方式，為具備供暖和生活熱水加熱功能的型號。

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