空气能热泵热水器系统,作为现代世界能源利用的杰出代表,其在我国经济稳定发展背景下,市场占有率正快速攀升,尤其在南方地区,其家用热泵普及率已达50%。这项技术通过压缩机做功、吸收环境空气热能来制取热水,它的系统包括水箱、压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置等。空气源热泵的水箱由内胆水箱、保温层和加热管(即冷凝器)构成。
目前市场上,空气源热泵的冷凝器可以分为沉浸式和非沉浸式两种:非沉浸式,即外盘式冷凝器,其加热管通常是单管形式的圆薄壁铜管设置;而沉浸式则将薄壁铜管螺旋盘绕后形成特定的形状,将内胆水箱中的水强制对流增强与薄壁铜管之间能量交换。
相比于内盘管式水箱,小外盘铜管式更安全可靠,当搭配搪瓷材质并优化设计时,可以达到相关标准要求。市场上常见的小外盘有不锈钢圆管、小直径铜圆片、小扁平铜片以及小型微通道结构等形式。而尽管小直径外盘铜管成本较低且占据一定份额,但它在系统能效方面与微通道结构存在差距,因此研究如何提升性能,对于提高小直径外盘铜 管 水箱性能至关重要。
江苏光芒新能源股份有限公司与同济大学机械与能源工程学院联合进行了研究,他们选取光芒公司某型号150L和200L空调设备中使用的小外盘类型换湿器,并针对该类型换湿器进行参数优化实验,以实现一级能效(COP>4.2)。实验结果表明,小直径5mm内螺纹铜管能够显著提升系统效率,而采用此类材料也具有成本优势。在相同条件下,小直径5mm内螺纹铜管相比7mm光带,有20%降低成本,同时COP提升5%。
综上所述,小直径外盘型换湿器具有成本优势同时能够提高系统COP,这对于降低使用成本并推广空调产品至多个领域都具有重大意义,为促进这一技术创新,在中国ISH供暖展期间国际銅业协会与光芒共同发布了小直径分体型换湿技术,并获得中国熱泵行业年会论文集三等奖,此举极大扩展了影响力。
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