低碳环保讲座热泵热水器外盘铜管水箱革命 - 小管径巨大优势

空气能热泵热水器系统，全球能源利用的领先技术之一，在我国经济稳定发展中，其市场占有率急剧上升，尤其在南方地区已达50%。这类设备通过压缩机做功、吸收环境空气热能来制取热水，其系统包括水箱、压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置。水箱由内胆、中间保温层和加热管（即冷凝器）组成，图1展示了其工作原理。

市场上的冷凝器主要分为沉浸式和非沉浸式：非沉浸式又称外盘铜管式，其设计较为安全可靠，可结合搪瓷优化设计，并且运行效果符合标准要求。常见形式包括不锈钢圆管、铜圆管、铜扁管以及铝微通道等。尽管外盘铜管水箱成本相对低廉，但在系统能效方面与微通道水箱存在差距，因此研究小管径外盘铜管水箱性能提升至关重要。

江苏光芒新能源股份有限公司及同济大学机械与能源工程学院联合进行了研究，以达到一级能效（COP>4.2）为目标，对小型口径外盘铜管结构参数进行了优化并进行实验测试。在标准工况下，对不同绕线方式的外盘铜管水箱进行了对比分析，从而得出结论：直径5mm的小口径内螺纹铜管具有显著的能效提升；直径5mm的小口径外盘铜管拥有更好的换热性能和经济性；采用直径5mm的小口径内螺纹铜管可以解决无法达到一级能效的问题。此外，与7mm光带相比，小口径内螺纹板减少20%的成本，同时提高5%的效率。