立足我国当前经济、社会的发展背景,结合热泵技术在建筑采暖方面的重要节能意义,通过总结分析空气源热泵的研究新进展及其在寒冷地区低温环境下使用时遇到的问题,综合比较后得出,带闪发器的空气源热泵系统可以很好地适应低温运行工况,具有很高的研究开发价值和广阔的市场应用前景。 本文主要采用工程试验的方法考量研究样机的实际运行特性。 首先,结合实验需要,分析比较了热泵空调机的运行工况差异对压缩机和换热器的不同要求,在此基础上,初步确定了机组的压缩机和换热器型式分别采用带补气口的准二级涡旋压缩机和波纹翅片管式换热器。 其次,在涡旋压缩机制冷系统的基础上,根据目前市场上热泵空调机组的节流结构简单通用的特点,采用毛细管作为机组的流量控制装置。建立了毛细管流动的数学模型及其临界流状态参考模型,按照设计条件和要求,先从理论上求取了毛细管的结构参数,并结合工程上的经验和半经验关联式进行了对比。理论分析制冷剂充灌量与系统整机性能的关系和影响,并依照理论模型计算出了与样机性能参数相匹配的制冷剂充灌量。在确定了系统的最佳充灌量和毛细管结构尺寸后,针对低温工况初步设计出一台分体单元式的冷热两用热泵样机。另外介绍了建筑环境的冷热舒适性标准以及与此相关的空调热冷比参数,为样机试验验证和改进调整指明了方向。 再次,搭建了实验平台,介绍了试验机组的工作原理和样机实物以及样机的测试系统,采用试验方法检验样机的参数运行状况,通过进一步调整制冷剂量和毛细管使其与样机达到了整体上的最优化匹配。在运行参数达到样机正常指标的基础上,通过理论计算与实验修正相结合方法,选择确定了制冷剂的充灌量和毛细管的结构尺寸。 最后,对冬夏两个季节的现场测试数据进行整理,分别分析了样机的热泵运行特性和空调运行特性。通过对实验数据进行计算分析,从制热/冷量、输入功率、能效比和压缩机排气温度等方面定量考核了毛细管与样机的良好匹配效果,发现了样机性能参数的变化规律,揭示了其在实际工作过程中的运行特性,并进一步对其进行了相关探讨和研究。