隨著經濟的發展以及人們生活水平的提高,熱泵系統得到了越來越廣泛的應用,進一步提高熱泵系統運行效率、拓寬熱泵系統運行工況是暖通空調領域重要的課題。在制冷系統中,當冷凝溫度過低時,制冷系統會出現制冷量不足,蒸發壓力過低等問題,對此有研究表明其原因是：節流裝置兩側壓差過小,導致系統制冷劑流量急劇減少,即制冷系統性能受節流裝置所制約。

 

    本課題將節流裝置對系統的制約問題進行延伸和拓展,分別在蒸發器側和冷凝器側變工況條件下,研究節流裝置對熱泵系統的制約特性,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建立其穩態分布參數模型,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流裝置,與實際節流裝置進行對比,分析了節流裝置制約特性對熱泵熱水器的能耗影響。結果表明：對采用膨脹閥的熱泵熱水器,在蒸發器側變工況條件下,系統制熱量隨蒸發器側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節能力,制冷劑流量趨于穩定,過熱度上升,蒸發器利用率降低;在冷凝器側變工況條件下,隨著冷凝器進水溫度的降低,系統制熱量變化不大,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制冷劑流量急劇減少。

 

    而理想節流裝置能較好的拓展系統運行工況,提高系統制熱性能。對采用毛細管的熱泵熱水器,在蒸發器側變工況條件下,系統制熱量隨著蒸發器熱源溫度的升高而增大,但制熱量增大的幅度隨蒸發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,熱泵系統的制熱性能更好;在冷凝器側變工況條件下,系統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,熱泵系統的制熱性能更好。