随着经济的发展和人民生活水平的提高,能源的过度开采和低利用效率,所造成的环境问题日益严重,成为制约经济发展和社会进步的不利因素。蓄能技术由于能够解决热能的供给与需求在时间和空间上的不匹配,而成为合理利用能源、减轻环境污染的有效途径。热泵热水器与传统的燃气、电热水器相比,节能效果明显,同时相变蓄热具有蓄热密度大、蓄放热温度恒定、容易控制等优点,热泵系统与蓄热水箱的有机结合已成为热水器研究的新热点。本文将整个蓄热模箱完全浸入水箱中,并将其与蓄热水箱看作一个整体,通过理论模拟与实验分析,研究了复叠式蓄热型热泵热水器相变蓄热系统及其相变蓄热材料的特性。主要工作有:复叠式热泵热水器高、低温级制冷剂选择与各部件设计;适用于热泵系统的相变蓄热材料性能研究;复叠式热泵热水器相变蓄热系统理论模拟;相变蓄热系统蓄热、放热的性能测试实验台。蓄热材料性能实验结果表明,十水碳酸钠与羧甲基纤维素对改善三水醋酸钠的过冷与相分离最为有效,十水碳酸钠最佳比例应在3%~5%,目前最适合与本课题的相变蓄热材料为石蜡-膨胀石墨相变蓄热材料。对相变蓄热系统的理论模拟可知,蓄热模箱孔径有一个最佳尺寸值。蓄、放热过程中,蓄热水箱内部水温与蓄热材料温度存在明显的温度分层作用,蓄热过程中,水箱内的水有明显的自然对流现象。对蓄热系统实验研究可知,蓄热过程中,水箱内水温最高位置为水箱中部(冷凝盘管顶部),放热过程中,蓄热材料可以起到稳定出水温度,减缓出水温度下降速度的作用。本相变蓄热系统在蓄热完成后,一次性提供的热水量,完全可以满足家庭用户的要求。同时,实验值与理论模拟值对比结果吻合良好,两者结果吻合良好,误差在可接受的范围内。