环境温度对空气源热泵热水器系统性能的影响分析

王军辉

摘 要：环境温度对空气源热泵的性能有着十分重大的影响，并且随着现代社会中空气源热泵的使用工况越来越复杂以及使用环境越来越恶劣，想要让空气源热泵能够稳定的发挥自身的性能，就必须将环境温度作为控制变量，通过大量的试验分析研究环境温度对空气源热泵的影响规律，从而根据不同的工况找到不同的解决措施。本篇文章主要是让空气源热泵在不同的温度下进行多次试验，并对多次试验的结果进行分析总结得到以下规律：（1）随着温度的不断下降会导致过热度也随之不断的降低，空气源热水泵的产热量随着过热度的降低会逐渐增大，但是当整个系统的过热度降低到零度时，整个系统的产热量会开始降低。（2）环境中整体温度过低的话，会导致空气源热泵的压比增大、排气温度升高，这时系统的压缩机加大功率，可以使排气温度明显降低。

關键词：空气源;热泵热水器;温度;性能

1 绪论

与普通热水器相比，空气源热泵热水器效率更高，对环境的污染更小，更节能，因此在现代社会中受到人们的欢迎。新型空气源热水器的耗电量比传统热水器低百分之六十二，比太阳能热水器低百分之三十三。空气源热泵热水器主要吸收空气中的热量，然后将自身压缩系统吸收的热量传递给热源，最终实现自身功能。通过经验知识和日常使用情况可以知道，环境的温度对于空气源热泵具有十分明显的影响作用。本篇文章旨在分析空气源热泵热水器在不同温度外界环境条件下的使用性能，并将多次试验的结果进行分析研究，得到温度对空气源热泵热水器的影响规律。

2 系统的试验方法

2.1 试验中需要用到的仪器设备

对空气源热泵热水器进行试验时需要使用到以下仪器和设备：上水阀、液位观测管、排水阀、电子膨胀阀、科式质量流量计、高压储液器、电磁阀、干燥过滤器、视液镜、浮子流量计、过滤器、循环水泵、套管冷凝器、压缩机、风机、压缩机、翅片蒸发器等等设备。整套试验设备中需要使用到十六个温度控制器和四个压力控制器。系统中的温度需要使用热电偶进行测量，系统的压力需要使用压力传感器进行测量。在整个试验开始之前，首先对系统的水泵的功率进行调节，使系统中水流量在合适的范围之内，并且将系统中的水进行充分的混合，保证整个系统的良好的导热性。然后对系统中的电子膨胀阀的阀门进行调节，防止系统开始工作的瞬间大量的制冷剂进行压缩机中，影响系统的使用性能。

2.2 试验方法

系统中水箱中的热水测试开始时的温度需要保持在二十二摄氏度，然后通过加热作用将水箱中的热水逐渐加热到五十五摄氏度。在每次单独测试中，必须确保测试装置所处的环境温度不会改变，并且需要辅助加热装置来将系统水箱的水温保持在恒定温度。系统后开始工作三分钟，测量数据，以确保收集的数据不受环境因素的影响，从而确保数据的准确性。

2.3 试验结论

从多次的试验中可以得出以下结论：在系统所处的环境温度为二十二摄氏度时，整个系统的产热量会随着系统中水温的升高而升高。但是当整个系统处于其他温度时，系统的产热量总是会在开始时不断上升，在上升一段时间之后逐渐下降。在系统刚开始工作时，由于系统中的整体温度偏低，所以系统的产热量会持续增大，在系统工作一段时间之后，系统整体的温度开始上升，而后系统的产热量会逐渐降低。在系统所处的环境中温度偏低时，系统整体的质量流量也呈现很低的状态。这是因为外界环境温度很低，所以导致蒸发温度降低，压缩机中的吸气比容会不断变大，最终造成系统中的流量质量降低。

在外界的环境温度一致的情况下，系统中的质量流量会随着系统的过热度的变化而发生变化。这是因为系统中的一侧的水温很高，系统中的蒸发压力就会变大，造成系统中制冷剂的密度也随之增大，最后导致系统的质量流量不断的变大。但是必须保持系统的过热度大于零度才有以上规律。

整个系统的功率主要是由风机、水泵和压缩机的功率相加在一起组成的。在系统工作的过程中，系统中的风机和水泵的规律基本上会维持在一个恒定的数值，所以整个系统的功率会发生变化主要是因为系统中的压缩机功率发生变化。压缩机的功率的变化主要是由系统中水箱的温度所引起的，所以系统中水箱的温度会导致整个系统中功率的变化。系统功率一般情况下会随着水箱温度的增加而增加，并且外界环境的温度越低，那么系统的产热量就会越大，最终导致系统的功率不断上升。

3 结语

从以上的多次试验中可以得出以下结论：

（1）整个系统中的产热量变化主要是由系统的过热度引起的，系统的过热度又主要是由外界环境温度引起的，并且外界的温度越低系统的过热度也会越低。在整个系统的过热度不断降低的时候，整个系统的产热量会逐渐增大。而当整个系统中的过热度下降到零摄氏度时，系统的制热量反而不会持续增大。

（2）整个系统中的功率的变化主要是由系统中的压缩机的功率变化引起的，在系统中的水温升高的同时，由于系统中冷凝器的压力会随着不断增大，会导致系统的压比随之不断的增大。并且系统所处的外界温度越低，系统的过热度就会越小，从而会使系统中压缩机的功率不断上升，但是这样能够使系统整体的排气温度下将。

参考文献：

[1]彭金梅，罗会龙，崔国民，等.热泵技术应用现状及发展动向[J].昆明理工大学学报（自然科学版），2012，5（37）：54-59.

[2]王志华，郑煜鑫，郝吉波，等.R134a空气源热泵热水器试验研究与性能分析[J].制冷学报，2014，3（35）：71-76.