隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及人們生活水平的提高,熱泵系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,進一步提高熱泵系統(tǒng)運行效率、拓寬熱泵系統(tǒng)運行工況是暖通空調(diào)領(lǐng)域重要的課題。在制冷系統(tǒng)中,當冷凝溫度過低時,制冷系統(tǒng)會出現(xiàn)制冷量不足,蒸發(fā)壓力過低等問題,對此有研究表明其原因是：節(jié)流裝置兩側(cè)壓差過小,導致系統(tǒng)制冷劑流量急劇減少,即制冷系統(tǒng)性能受節(jié)流裝置所制約。

 

    本課題將節(jié)流裝置對系統(tǒng)的制約問題進行延伸和拓展,分別在蒸發(fā)器側(cè)和冷凝器側(cè)變工況條件下,研究節(jié)流裝置對熱泵系統(tǒng)的制約特性,同時提出合理的解決對策。本文以小型熱泵熱水器為對象,利用MATLAB建立其穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)模型,對熱力膨脹閥和毛細管的制約特性進行了模擬研究。

 

    同時通過采用一種理想節(jié)流裝置,與實際節(jié)流裝置進行對比,分析了節(jié)流裝置制約特性對熱泵熱水器的能耗影響。結(jié)果表明：對采用膨脹閥的熱泵熱水器,在蒸發(fā)器側(cè)變工況條件下,系統(tǒng)制熱量隨蒸發(fā)器側(cè)熱源溫度的升高而增大,但當熱源溫度升高到一定程度時,制熱量趨于穩(wěn)定,原因在于熱源溫度過高時

 

    膨脹閥全開后不再具有流量調(diào)節(jié)能力,制冷劑流量趨于穩(wěn)定,過熱度上升,蒸發(fā)器利用率降低;在冷凝器側(cè)變工況條件下,隨著冷凝器進水溫度的降低,系統(tǒng)制熱量變化不大,但當冷凝器進水溫度降低到一定程度時,制熱量急劇下降,原因在于冷凝溫度較低時,膨脹閥前后壓差過小導致系統(tǒng)制冷劑流量急劇減少。

 

    而理想節(jié)流裝置能較好的拓展系統(tǒng)運行工況,提高系統(tǒng)制熱性能。對采用毛細管的熱泵熱水器,在蒸發(fā)器側(cè)變工況條件下,系統(tǒng)制熱量隨著蒸發(fā)器熱源溫度的升高而增大,但制熱量增大的幅度隨蒸發(fā)器熱源溫度的升高而減小,且在熱源溫度較高時,采用較短的毛細管,熱泵系統(tǒng)的制熱性能更好;在冷凝器側(cè)變工況條件下,系統(tǒng)制熱量隨冷凝器進水溫度的降低而減小,且冷凝器進水溫度較低時,采用較短的毛細管,熱泵系統(tǒng)的制熱性能更好。