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随着国内生活热水能耗在建筑中所占比例的不断增大。空气源热泵热水机组作为一种高效的热泵装置,在国内外市场的发展迅速。然而在夏热冬冷地区存在的极端天气对现有的热水机组构成了威胁,并且能否突破极限向北方或者山区高湿环境普及是困扰行业学者的问题,本文则模拟四种恶劣工况,通过实验对空气源热泵热水机组的运行性能进行分析,力争对热水机组的性能完善具有一定的借鉴意义。本文首先理论分析了空气源热泵热水机组的工作原理以及在实际循环过程中可能影响机组运行性能的因素,为实验做好理论准备。其次通过模拟风机故障停转,变出水口流速,高湿,以及对不同蒸发器迎面风速这四种工况,对热水机组运行的各测点温度以及COP进行分析:实验1:实验运行51分钟,实验开始1分钟,3分钟,40分钟,观察翅片管出分别出现液态水珠,薄霜层,厚厚的霜层出现,并且热水机组的COP在1.5-1.25之间波动,水箱中水温从34℃上升到35.5℃。在风机恢复转动后30s后,翅片铜管上霜层变成凝结水。实验2:两组变出水流速实验,小流速（V=1.68L/min）,大流速（V=8.65L/min）机组运行79分钟,小流速下出水口温度从17℃上升到32.93℃,温升率93.7%,COP达到2.74;而在大流速下出水温度从17℃上升到18.5℃,温升率仅为9.24%,COP仅为1.4.实验3:模拟夏季山区高湿环境下空气源热泵热水机组的运行情况,并进行对比实验。当环境温度相同,相对湿度分别为65%和100%时,两组工况下的瞬时COP值分别在3.5-3.19和3.2-2.58之间波动,显然在高湿环境下,机组的换热效率下降的较快。实验4:通过改变蒸发器侧迎面风速,V1=1.1m/s,V2=3.0m/s,V3=5m/s当制取水温从35℃上升到45℃时,三种风速下所需时间分别为39分钟,30分钟,20分钟。且制取水温与时间的关系近似为一元二次方程。而在三种迎面风速下的瞬时COP值分别从3.5下降到2.36,3.6下降到3.14,3.8下降到3.39。瞬时COP下降率分别为1.53%,2.05%,2.92%。而压缩机的功率随着迎面风速的增加而增加,三种风速下的压缩机功率分别从736W上升到810W,从740W上升到819W,从748W上升到819W。其中在V=3.0m/s和V=5m/s时,压缩机的功率接近安全功率,增加热水机组的零件损耗,所以在机组运行时,需要控制蒸发器迎面风速不宜过大。然后对于承压水箱的保温效果进行分析,对相同容积的不同形状水箱的日散热损失量进行比较,得出当保温层厚度不变而传热温差改变时,日散热损失量从大到小依次为长方体,圆柱体和球体。而当传热温差不变,保温层厚度改变时,日散热损失量与保温层厚度呈负相关。综合保温性能和水箱制作的难易程度,最终验证了实验选择圆柱体水箱的合理性。最后引用机械可靠性概念,对于本次实验的空气源热泵热水机组进行两种可靠性模型建立,并分析了影响机组运行可靠度的因素,并给出提高热水机组可靠性的合理建议。