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随着人们生活水平的提高,家庭使用热水的需求在不断提高。热水器是供应热水的主要设备,与电热水器、燃气热水器等相比,空气源热泵热水器具有更高的能源利用效率,引起了学术界和工业界的普遍重视。基于对现有空气源热泵热水器工作过程的分析,本文作者提出了一种新的连续运行的往复加热型双水箱热泵热水器系统,可实现近似劳伦茨循环的热水变温加热过程。每个水箱均由带卷套密封的浮子分为两个腔,以避免或减少水箱内冷热水直接混合产生的内热漏。本文主要工作有:理论分析了往复加热型的热力循环过程,计算了理想条件下的平均性能系数,分析了影响性能的主要因素,与即热型和常规贮热型做了比较;实验测试了贮水浮子水箱的浮子运动特性、外部保温和内部隔热特性,采用莫尔沉淀滴定法,测出了水箱上下腔间的传质量;实验测定了加热浮子水箱的动态特性,包括上下腔换水时的体积流量、浮子运行速度、往复运行周期及余隙容积等;建立了往复加热型双水箱热泵热水器实验台,实测了其加热温度、加热水量、性能系数等,将测试结果与即热型、常规贮热型进行了比较。理论计算与分析表明:在理想条件下,当加热温度和加热时间相同时,往复加热型热泵热水器具有较高的平均性能系数,例如在蒸发温度为15℃,进出口水温分别为20℃和50℃,冷凝器热端换热温差为5℃时的平均性能系数为7.46;在理想条件下,往复加热型与常规贮热型的性能系数一致,在实际运行时,后者有冷热水混合,内热漏较大,前者存在佘隙容积,会导致不可逆损失。实验结果表明:连续运行往复加热型双水箱热泵热水器方案在实际上是可行的;在环境温度为21.2℃,冷水初始温度为212℃,加热温度为53.0℃,加热时间相同的条件下,往复加热型热泵热水器比即热型的加热过程平均性能系数提高约19%,加热水量提高约29%;在环境温度为23.5℃,冷水初始温度为23.5℃,加热温度为50.7℃,加热水量70L的工况下,往复加热型热泵热水器与常规贮热型的加热过程平均性能系数和加热时间基本相同,但前者供热水过程性能优于后者,说明采用浮子隔热和卷套密封结构的往复加热型水箱的内热漏低于常规贮热型水箱。本文实验研究是在现有的未经优化的热泵装置上进行的,主要目的在于验证新的往复加热型热泵热水器的工作可行性,实验结果仅具有相对比较意义,不宜直接和经过优化的商用常规贮热型热泵热水器做比较。此外,水路的连接方式和浮子水箱的结构等也有待于进一步优化。