该文对国内二氧化碳热泵目前的应用现状进行了分析,并简要地介绍了二氧化碳(CO2)热泵热水器的运行原理。同时针对目前二氧化碳(CO2)热泵热水器应用之一的难点问题融霜提出了一种新式的融霜方法。该方法相比于目前的除霜方法具有显著优势。

介绍了研制本实验台的背景，给出了实验台的工作原理图及各主要部件的技术参数。通过实验（在人工环境实验室内）分别对实验台在单级压缩模式及双级压缩模式下的运行特性进行分析比较，显示在低温工况下双级压缩模式的运行性能比单级压缩模式有很大提高。系统设计合理，运行可靠。为进一步研究大温差风冷热泵热水器创造了条件。

搭建了空气源热泵热水器试验台。在标准工况下,分别比较了普通套管式冷凝器,3套管式冷凝器和板式冷凝器对热泵系统运行性能的影响。结果表明,板式换热器在热泵热水器系统中换热性能大大优于另外两种常规换热器,其性能系数达到4.1,比使用其他两种冷凝器性能系数提高20%左右。试验结果为如何提高热泵热水器性能提供了依据。

从热力学角度分析,在冷凝温度不变的情况下,热泵的制热效率应随室外温度的升高而增大,而有实验表明,当室外温度过高时,趋势并非如此。本文利用稳态分布参数法建立了小型热泵热水器模型,并用MATLAB语言编制仿真程序,从节流装置出发,利用该模型在热源侧变工况下,对使用不同长度毛细管的热泵热水器进行模拟研究,分析毛细管节流特性,揭示了毛细管是当热源温度过高,而热泵制热效率不理想的主要制约因素。

搭建了空气源热泵热水器试验台。在标准工况下,分别比较了普通套管式冷凝器,3套管式冷凝器和板式冷凝器对热泵系统运行性能的影响。结果表明,板式换热器在热泵热水器系统中换热性能大大优于另外两种常规换热器,使系统性能系数达到4.1,比使用其他两种冷凝器时系统的性能系数提高20%左右。试验结果为如何提高热泵热水器性能提供了依据。

介绍了一种新型带除湿功能的空气源热泵热水系统，通过对其系统的组成、工作原理、运行模式及工作特点的阐述，该套系统在节能与功能方面表现了独特的优势。与普通的空气源热泵热水器相比，该系统材料成本增加不多，比用户分别采购热泵热水器和除湿机可节约费用30％以上，具有高的性价比。

在设计工况下，建立了用于CO2跨临界循环热泵热水器的套管式气冷器的稳态分布参数模型，对其结构参数进行了敏感性分析，指出了它们的合理变化范围：管内套1根管时，内管外径应至少大于8．00mm，低于10．00mm，外管内径应在11．00mm以上，13．00mm以下；管内套多根管时，3根管性能最优。优化设计结果对CO2气冷器产品的开发具有一定的指导意义。

对空气源热泵热水器的实验样机进行了大范围稳定工况的实验研究以及高温工况下的风机变频实验，得出了机组的性能系数、压比、蒸发温度与冷凝温度、过冷度与过热度等参数随环境温度的变化关系，希望对此类产品的研发和性能改进有一定的参考价值。

介绍了设计的具有除湿功能的热泵热水器，通过焓差试验室对该系统的多种运行模式进行了试验研究。试验研究的结果表明：该系统在运行独立除湿模式时，其除湿性能可达到国家标准要求的性能指标（1．60kg／h·kW）。在两种测试工况下（工况1：室外环境干球温度为20℃、湿球温度为15℃；工况2：室外环境干球温度为25℃、湿球温度为20℃）运行独立供热模式，其系统COP分别可达到3．33、3．60。该装置相较于传统电热水器，在节能与功能方面均具有独特的优势。

介绍了一种即热空气源变频热泵热水系统，分析了水路模块与热泵模块的理论耦合，得到冷凝器出水流量和温度与热泵系统制热量的关系，以及承压水箱流量和温度与热泵系统制热量的关系。测试了机组在变工况下给用户提供42℃、6L／min 热水的的运行特性，结果表明：运行时压缩机排气比循环加热式热泵热水器的排气温度和压力低并且稳定；运行的环境工况范围大，即在高温43℃和低温－7℃均可运行；制热 COP 随环境变化呈抛物线状变化，且在43℃、20℃和－7℃时，制热 COP 分别为12．6、4．5和3．8。