家用空气源热泵热水器的设计.pdf

家用空气源热泵热水器是一种高效节能的热水器产品，它通过吸收空气中的热量来加热水，其制热效率远高于传统的电热水器，具体来说是电热水器的2到3倍。由于其节能效果显著，在国外市场如美国和南非已经较为普及，在热水器市场份额中占据了一定比例。在我国，该技术虽然尚处于起步阶段，但因节能和环保方面的显著优势，市场前景十分看好。 家用空气源热泵热水器主要由主机和蓄水箱组成。主机部分包括压缩机、节流阀、蒸发器以及温度控制装置。蓄水箱内部装有冷凝器盘管，其工作流程是通过主机的运转，将蓄水箱中的水逐渐加热。当热水温度达到上限设定值时，主机停止工作；而当温度降至下限设定值时，主机重新启动，通过这种方式控制热水温度保持在设定的范围内。冷水（自来水）从蓄水箱底部进入，而生活热水从上部流出，保证蓄水箱始终处于充满状态。蓄水箱的容量规格通常有80升、100升和120升等。 根据市场上的产品类型，家用空气源热泵热水器可以分为户内整体机、户内分体机和户外分体机三种结构形式。户内整体机将主机与蓄水箱设计为一个整体结构，并安装于室内。由于室内温度相对稳定，此类机型受室外温度影响较小。户内整体机可分为下置式和上置式两种结构。下置式整体机的主机位于蓄水箱下部，有利于压缩机的回油。而上置式整体机的主机置于蓄水箱上部，压缩机回油较为困难，可能会导致润滑油沉积在冷凝器盘管内部，影响传热效率，增加压缩机磨损。为了解决这一问题，可以通过安装油分离器等措施来改善。 户内分体机与户内整体机的主要区别在于其蒸发器与主机是分离的，通常安装在室外墙上或室内排风口处。这种设计使得制冷剂管道相对较长，需要考虑保温问题。当蒸发器安装在室内时，换热后的空气可以直接排放到排风竖井内，对室内温度会有所影响，夏季有利于降低室内温度，而冬季可能会对室内保温不利。 户外分体机的设计中，蒸发器安装在室外，与主机通过较短的管道连接，这减少了保温的需求。户外分体机由于安装在室外，不会对室内温度产生影响，但需考虑室外环境对设备的影响，比如防尘、防潮和防腐蚀等问题。 在设计家用空气源热泵热水器时，需要特别关注的关键点包括：确保压缩机等关键部件的性能，因为它们是热泵热水器高效运行的基础；蒸发器和冷凝器的设计要高效，确保热交换效率；再次，合理的控制策略对于维持设备稳定运行和达到节能效果至关重要；设计时还应该考虑设备的安装便利性、维护操作的简单性以及与用户的交互友好性，以提高市场接受度。在设计过程中还需要关注热水器的尺寸、容量、安装环境等多方面因素，以达到设计的最佳效果。