最近，美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）和佛罗里达大学的科学家团队设计出一种新天然气热水器，为居住建筑生产低成本热水，据称能效比（COP）可超过100%。
该设计不同于传统的全封闭系统，而是基于“半开式”理念，已由ORNL团队发表在Renewable Energy国际期刊上，可大幅度减少传统封闭式系统的成本和复杂性，简化甚至消除某些组件。
“新的设计理念可使热水系统能效比超过100%，因为系统可以从周围空气中吸收能量。”ORNL团队的Kyle Gluesenkamp，“半开式吸附式热泵系统能效分析”专家，如是说。
图 新型半开式直燃型热泵热水器核心原理
该设计兼具生产热水和空气除湿的功能，得益于一种特殊的吸收装置（类似于传统热泵机组蒸发器功能）——薄膜（Membrane），该薄膜一侧为溶液（Solution flow），另一侧为空气（Air flow）。当空气吹过时，空气中的水蒸气直接通过薄膜进入溶液，水蒸气冷凝放出的大量热量通过热交换进入热水系统（HTF water），同时空气侧的湿度大幅度降低。
相比于传统全封闭的直燃型吸收式热泵机组，该半开式热水器要简单得多，可以在普通大气压力环境下运行，采用的是廉价、非密封溶液泵。更重要的是，它允许制造商考虑使用低成本、轻质的聚合物代替昂贵、笨重的金属制造设备，也可避免设备腐蚀的问题。
参考资料：
[1] Kyle R. Gluesenkamp, Devesh Chugh, Omar Abdelaziz, Saeed Moghaddam, Efficiency analysis of semi-open sorption heat pump systems, Renewable Energy, Available online 10 August 2016
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