随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，生活或卫生热水的需求量越来越大，形成了一个量大面广的热水消费市场，各种热水器产品层出不穷，竞相争夺市场份额。调查显示，我国热水器消费市场主要集中在城镇。2006年1~7月中国全国燃气热水器产量为328万台，增长了-4.93％。全国电热水器产量为412万台，高于燃气热水器产量，比上年同期增长14.25％。

    目前，我国家用热水器市场上的主流产品有燃气、电热和太阳能热水器三大类。而其中的电热水器是以消耗电能为代价来生产低温热水，造成了能源的浪费；燃气热水器使用中存在“煤气中毒”的安全隐患，每年各地均会出现热水器伤人事故，因此国家制定法规：要求燃气热水器必须定期更换；太阳能热水器因其节能、环保优势近年来在我国得到了迅猛的发展，但普遍存在初投资偏高、水资源浪费严重、冬季冻管、管路腐蚀、城市中安装位置受限等诸多问题。在许多沿海地区，由于阴雨天气偏多，一年中太阳能热水器仅能正常工作3/4~2/3时间。

    随着国民经济的发展与越来越严重的世界能源危机，节能已经提到了一个非常重要的位置。而热水器——这个潜在的用能大户也逐渐显露出来。2004年许多热水器生产厂陆续推出了节能型热水器，如节能电热水器，它采用中温保温、夜间低价电时段工作、预约洗澡、分层加热等多项技术实现节能。近年来，随着热泵技术的不断发展，热泵热水机也迅速发展起来，同样情况下，它的用电量仅仅是电热水器的1/3到1/4，因此，其节能潜力巨大。由于它所具有的高效节能特性，可以大大节约电能，并且能够弥补太阳能热水器所存在的低密度、间断性和不稳定性等先天不足，是一种全天候的节能、环保式热水机，其技术含量高，发展潜力大，商业化前景广，对促进国民经济可持续发展有重大深远的社会意义，必然成为未来热水器的主力。

    但热泵热水机不同于常规工作的热泵，热水的温度在其加热过程中不断增加，其所处的工作环境也随春、夏、秋、冬四季不断变化，因此，在冷凝段和蒸发段，热泵热水机具有更大的温度变化范围，导致更大的变工况工作条件，对其全工况下的匹配特性研究就显得更加重要。

1. 热泵热水机的发展

    热泵热水机的应用研究起始于二战期间，在国外已经有50多年的历史。但是，国内对热泵热水机的研究和利用尚处于起步阶段。热泵热水机是利用热泵原理，从周围环境介质中吸收热量来制取生活热水的热泵装置。常规热泵热水机，包括地源热泵、水源热泵、空气源热泵等几种机械压缩式热泵形式，其应用已很普遍。热泵热水机在欧美等高能耗国家已很普及，甚至在南非等发展中国家也有较大发展，2000年的统计数字显示，热泵热水机在南非商业热水器市场份额已经达到了16％。从节约能源和环保的观点来看，热泵热水机具有独特的优点和市场前景。

    在热泵装置发明的早期，人们就尝试用热泵制取热水。但热泵热水机的大量应用是在第二次世界大战之后的事情。初期的热泵热水机主要是大型的工艺用热泵，第二次世界大战的爆发，一方面影响与中断了空调热泵的发展，另一方面战后能源的短缺促进了大型工艺用热泵热水系统的发展。在物料的浓缩工艺中，只需将蒸发装置中产生的废气用压缩热泵提高一些温度便可重复用于对装置的加热，热泵热水机在这种场合下使用因温升少，其制热系数极高。同样在精馏装置中应用热泵的经济性也非常好。热泵热水机在二次大战中也直接用于战事装备，如美国制造了一万台蒸馏热泵为上百万的人提供饮用水。

    小型热泵型热水器从20世纪50年代起在一些家庭中使用，最近20年，一方面随着生产工艺的进步，热泵热水