2025年空氣源熱泵行業性能分析：寬溫域R134a/CO₂復疊式空氣源熱泵系統性能研究

  隨著全球對高效、低碳能源利用方式的不斷探索，空氣源熱泵技術在供熱領域的應用越來越受到關注。特別是在低環境溫度和高供水溫度的複雜工況下，復疊式空氣源熱泵系統憑藉其獨特的優勢，展現出巨大的應用潛力。通過對寬溫域R134a/CO₂復疊式空氣源熱泵系統的性能分析，可以深入了解工況參數變化對系統性能的影響，為優化系統設計和運行提供理論依據。

  一、空氣源熱泵系統性能與工況參數的關係

  《2025-2030年中國空氣源熱泵行業市場深度研究及發展前景投資可行性分析報告》在寬溫域運行條件下，空氣源熱泵系統的性能受到多種工況參數的顯著影響。研究發現，系統性能係數(COP)與中間溫度、蒸發溫度和冷凝溫度密切相關。當蒸發溫度為-50°C、冷凝溫度為70°C時，系統COP隨中間溫度的升高先增大後減小，存在一個最佳中間溫度使系統性能達到最優。此時，最佳中間溫度約為2°C，對應的系統最大COP為1.86。此外，級間質量流量比隨中間溫度升高而增大，增幅為40.87%~49.30%。這表明在寬溫域工況下，合理調整中間溫度對空氣源熱泵系統的性能優化具有重要意義。

  二、空氣源熱泵系統中蒸發溫度與冷凝溫度的影響

  空氣源熱泵行業性能分析提到蒸發溫度和冷凝溫度是影響空氣源熱泵系統性能的關鍵參數。研究結果表明，系統COP隨蒸發溫度的升高而增大，隨冷凝溫度的升高而減小。在不同冷凝溫度工況下，隨著蒸發溫度從-50°C升高到-25°C，系統COP分別增大到2.28、2.41、2.55，增幅為15.15%~17.51%。而在不同蒸發溫度工況下，隨著冷凝溫度從60°C升高到70°C，系統COP分別減小了10.59%、10.29%、9.52%、8.63%、8.53%和7.92%。這說明在實際應用中，合理控制蒸發溫度和冷凝溫度對於提高空氣源熱泵系統的運行效率至關重要。

  三、空氣源熱泵系統的煙用分析

  通過對空氣源熱泵系統進行煙用分析，可以深入研究系統中不可逆損失的主要來源。研究發現，系統的總煙用損失隨蒸發溫度的升高逐漸減小，從12.72kW減小至11.19kW。在系統各部件中，高溫級電子膨脹閥和高溫級壓縮機的煙用損失較大，分別占總煙用損失的36.11%~37.82%和15.54%~17.08%。這表明在低溫工況下，優化高溫級迴路的節流過程和壓縮機運行性能具有較大的潛力。同時，系統的煙用效率隨蒸發溫度的升高而逐漸減小，從0.61減小到0.57，降低了6.56%。這反映了在寬溫域運行條件下，空氣源熱泵系統在能量轉化過程中不可逆損失的變化趨勢。

  四、空氣源熱泵系統中回熱器的應用效果

  在空氣源熱泵系統的高溫級和低溫級迴路中設置回熱器，可以顯著影響系統的性能。研究發現，系統COP及煙用效率均隨高溫級回熱器效率的增加而增大，隨低溫級回熱器效率的增加而減小。最佳的高、低溫級回熱器效率組合為0.9和0.1。與兩級均未增加回熱器的系統相比，最佳回熱器效率組合可使系統COP提升3.76%，煙用效率提升3.28%。這表明合理配置回熱器對於提高空氣源熱泵系統的能效具有顯著作用。

  通過對寬溫域R134a/CO₂復疊式空氣源熱泵系統的性能分析，可以得出以下結論：系統COP與中間溫度、蒸發溫度和冷凝溫度密切相關，存在最佳中間溫度使系統性能達到最優;系統的總煙用損失隨蒸發溫度的升高而減小，而煙用效率則隨蒸發溫度的升高而降低;在系統中增加回熱器可以顯著提高系統的COP和煙用效率。這些研究成果為空氣源熱泵系統在寬溫域工況下的優化設計和運行提供了重要的理論支持，有助於推動空氣源熱泵技術在供熱領域的進一步發展和應用。

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