空气能热泵热水器系统，作为现代能源利用的先进技术之一，其在我国经济稳定发展背景下，逐渐占据国内市场的重要位置。尤其在南方地区，家用热泵已广泛应用，其普及率达到了50%。这种装置通过压缩机功作、吸收环境空气热能来制取热水，其关键组成部分包括水箱、压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等。
图1：空气源热泵工作原理示意图（来自网络）
市场上现有的空气源热泵有两种主要类型：一是非沉浸式冷凝器，也称外盘式冷凝器，它采用单管圆薄壁铜管设置，加强了与内胆水箱的接触面积，从而提高了换热效率；二是沉浸式冷凝器，它将薄壁铜管内胆中装入螺旋盘绕形成特定形状的加热管，以增强与内胆水箱之间的能量交换。
相较于传统设计，小管径外盘铜管水箱更为安全可靠，并且结合搪瓷材质优化设计，可满足运行标准要求。目前市面上的外盘铜管形式多样，有不锈钢圆管、铜圆管、铝微通道等，其中小pipe径外盘铜管尽管成本较低，但其系统能效略逊于微通道型，因此提升小pipe径外盘铜板换heat效果，对于改善air-source heat pump性能至关重要。
图2：小pipe径外盘銅板结构示意图（左侧为四路并排，右侧为双排）
基于此江苏光芒新能源股份有限公司与同济大学机械工程学院合作进行研究，将光芒公司某型号150L和200L air-source heat pump 水箱作为研究对象，以达到COP>4.2为目标，优化了小pipe径external copper tube 的参数，并进行实验测试。
实验结果表明直径5mm small pipe external screw copper tube 能效显著提升，同时成本优势明显。在相同条件下，与直径7mm copper tube 相比，小pipe diameter external screw copper tube 具有更大的经济性优势。此举有效解决了一级能效难题，同时成本降低20%，COP 提升5%。相比之下，aluminum micro-channel water tank 虽然材料成本较低但加工复杂，在相同COP的情况下总体价格劣势严重。
综上所述，小pipe diameter external copper plate heat exchanger 在成本控制和性能提升方面具有巨大潜力，将进一步促进air source heat pump产品普及，为推广节能环保设备奠定基础。这项技术在ISH供暖展期间获得国际认可，并在中国熱泵行业年会上荣获论文奖项，为该领域提供新的发展方向。
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