隨著經(jīng)濟(jì)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(lái)越廣泛的應(yīng)用,進(jìn)一步提高熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效率、拓寬熱泵系統(tǒng)運(yùn)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(dāng)冷凝溫度過(guò)低時(shí),制冷系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)制冷量不足,蒸發(fā)壓力過(guò)低等問(wèn)題,對(duì)此有研究表明其原因是：節(jié)流裝置兩側(cè)壓差過(guò)小,導(dǎo)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(duì)系統(tǒng)的制約問(wèn)題進(jìn)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(duì)熱泵系統(tǒng)的制約特性,同時(shí)提出合理的解決對(duì)策。本文以小型熱泵熱水器為對(duì)象,利用MATLAB建立其穩(wěn)態(tài)分布參數(shù)模型,對(duì)熱力膨脹閥和毛細(xì)管的制約特性進(jìn)行了模擬研究。

 

    同時(shí)通過(guò)采用一種理想節(jié)流裝置,與實(shí)際節(jié)流裝置進(jìn)行對(duì)比,分析了節(jié)流裝置制約特性對(duì)熱泵熱水器的能耗影響。結(jié)果表明：對(duì)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(dāng)熱源溫度升高到一定程度時(shí),制熱量趨于穩(wěn)定,原因在于熱源溫度過(guò)高時(shí)

 

    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(guò)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(jìn)水溫度的降低,系統(tǒng)制熱量變化不大,但當(dāng)冷凝器進(jìn)水溫度降低到一定程度時(shí),制熱量急劇下降,原因在于冷凝溫度較低時(shí),膨脹閥前后壓差過(guò)小導(dǎo)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(yùn)行工況,提高系統(tǒng)制熱性能。對(duì)采用毛細(xì)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(shí),采用較短的毛細(xì)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(jìn)水溫度的降低而減小,且冷凝器進(jìn)水溫度較低時(shí),采用較短的毛細(xì)管,熱泵系統(tǒng)的制熱性能更好。