收稿日期：2009- 05- 04 修回日期：2009- 06- 11
解决方法及相关问题如下： （1）压缩冷凝机组能力组合的平衡性。如一套空气 处理系统配置了 3 台压缩冷凝机组，在设计时保证其 中 2 台的制冷量之和等于第 3 台的制冷量，这样在长 时间运行后切换压缩冷凝机组时工况偏差就不会超出
空气处理系统主要配置循环风机、蒸发盘管、电 标准的要求；
加热和电加湿，对环境间进行降温、除湿或者加热、加
应容量的保温水箱。 针对市场上的空气源热泵热水机，我们挑选了 4
款循环式机组，对其在名义工况下 （环境干球温度 20℃，湿球温度 15℃，进水初始温度 15℃，终止温度 55℃）的性能进行了测试，测试数据见表 1[4]。
表 1 循环式机组测试数据
性能数据 环境干 / 湿球温度，℃ 水初始 / 终止温度，℃
参考文献： [1] 林锴. 美的来了[J]. 热泵市场，2007，4：4～5. [2] 郭星成. 得广东者得天下[J]. 热泵市场，2007，4：9～10. [3] 韩敏. 热泵热水器整体增长暗藏危机[J]. 电器，2007，10：20～21. [4] GB/T21362- 2008，商业或工业用及类似用途的热泵热水机[S].
1 发展前景介绍
目前，国内厂家销售最多的还是商用热泵热水机 组，其中较早进入热泵热水器行业的企业年销售额已 上亿元，但主要的销售领域集中在宾馆酒店、集体宿舍 及高档别墅区。宾馆酒店在全国的数量非常庞大，而完 成热泵热水系统节能改造的还很少；学校和工厂的宿 舍人口密度大、人员相对集中，对于热水的需求量很 大；对于高档楼盘，开发商可利用空气源热泵热水机组 节能、安全、环保的优点作为吸引客户的卖点。所以，空 气源热泵热水机组仍有广阔的市场空间，据初步估计， 未来两年市场容量将达到 40～50 亿元[2]。
在一些发达国家，居民使用空气源热泵热水机组 的比例已高达 70%，但相对于商用热泵热水机，我国 家用热泵热水机的市场仍处于起步阶段。虽然目前有 些厂家已把发展重点放在高端家用机，但产品价格却 让普通消费者难以接受，一般的 2HP 机的价格都在万
元以上。但是家用机市场的广阔是不可忽视的，所以家 用热泵热水机发展的终极目标还是生产适合普通消费 者使用的质优价廉的产品。
机组和电加热，水箱上安装铂电阻来监测水箱温度，铂 电阻经过变送器到 PID 调节表，调节表根据设定的温 度值与实际测量值的偏差，通过电力调整器 （简称 SCR）控制投入电加热量来恒定水箱温度，从而保证进 水温度达到测试要求。水泵采用变频器控制水流量，保 证出水温度达到测试要求。
当试验环境温度越低时，要求相应的进水温度也 就越低，机组越小则水流量就越小（如 3kW 空气源热 泵热水机的名义工况流量只有 0.06m3/h）；试验室周围 的环境温度越高对低进水温度的影响就越大，如 3kW 的热泵热水机要求的进水温度为 9℃时，在夏天通常 试验水箱的水温要调到 4.5℃甚至更低。设计时试验水
样机需要在相对湿度 70％以上的低温环境
功率，kW
8.58
9.20
7.84
7.37
7.18
中连续运行 12h、24h，甚至更长时间。空气处理系
性能系数
4.09
4.33
3.46
2.89
2.05
统长时间运行，蒸发盘管难免会结有很厚的一层
霜，导致实验室内部空气的循环风量偏少。随着
3 空气源热泵热水机组全工况试验装置
市场的广阔也使得大批企业涌入，现在热泵热水 机行业主要由专业热泵热水机企业、电器生产企业和 中小企业组成，而中小企业在数量上占据 80％的比 例，其家庭作坊式的生产方式，没有性能匹配的设计、 没有专门供测试的试验装置，使得产品质量没有保证， 这也是家用机市场难以开拓的主要原因[3]。
随着 GB/T 21362- 2008 《商业或工业用及类似用 途的热泵热水机》标准的颁布实施[4]，热泵热水机的行 业将规范化，市场的竞争也将不再停留在低层面的打 价格战，而是注重产品质量的提升。为了能准确地检测 产品性能，保证产品的质量，需要开发专门针对空气源 热泵热水机组性能测试的测试方法及试验装置。
7/6
2/1
－7/－8
水初始 / 终止温度，℃ 15/55 29/55 9/55
9/55
9/55
机组制热量，kW 35.13 39.86 27.10 21.19
14.73
况的运行对试验室提出了新的要求。 3.1.1 高湿度的连续运行
例如融霜工况，干 / 湿球温度为 2℃/1℃，相 对湿度为 83％。
空气源热泵热水机组的全工况性能及试验装置的研究
周俊海， 张 伟， 马金平， 冯翠花， 钱雪峰
（合肥通用机械研究院，安徽 合肥 230088）
摘要：介绍了空气源热泵热水机组的市场发展现状及存在的相关问题；对 4 台空气源热泵热 水机组的全工况性能进行了测试和分析；对机组全工况性能试验装置的配置及相关问题进行了分 析，为试验装置的研究设计提供了依据。
4 结语
空气源热泵热水机作为一款节能效果优异的产 品，要把市场做大做好，不仅需要专业人士的大力推 广，普及其使用优势和节能理念，还要依靠国家和政府 部门的全力扶持；而最主要的是制造厂商自身技术和 产品质量的提升。国家标准的颁布使得产品的设计和 评价有了规范和依据，那么专业性强、符合产品特点的 试验装置的开发研制已是刻不容缓。
行测试，要求的初始水温是 15℃，但即使标准水箱里
的水温刚开始时是 9℃，对于一台能力较大的样机，开
机后往往无法保证水箱水温升到 15℃时环境工况就

已经达到标准所要求的允差。设计时考虑为标准水箱 增加一套冷却装置，以便在工况还没达到要求时水箱 水温稳定在 15℃以下，并且提高测试间温度控制调节 表的精度和速度，保证在最短的时间内使环境温度达 到标准要求的稳定状态。
3.3 其它
随着客户对模拟试验的重视，试验室需要根据实 际情况而改变。
（1）安装。水用压力表采用非固定式，安装在样机 的进水侧。流量计不仅仅局限于安装在进水侧，有时 会安装在样机出水侧；
（2）控制。增加控制功能，比如控制循环式机组试 验装置的试验水箱，可以在一段时间里放出一定容积 的水，同时补进恒定温度和一定容积的水，以提高自 动化程度。
例如最大负荷工况，干 / 湿球温度为 43℃/26℃， 相对湿度为 26％。
空气源热泵热水机组试验室只有一个环境间，样 机的吸热侧也就是蒸发侧，对湿球温度的要求较为严 格。当环境间的湿球温度高于设定温度时可采用加开 冷机、打开旁通风阀或将循环风机的风档切换成低风 档的方法来解决：
（1）使用加开冷机的方法，除湿的效果比较明显， 但投入的冷量加大了，就需要相应的投入更多热量来 保持房间温度的平衡，也就需要消耗更多的电能。试验 室设备多，耗电量大，所以试验室空气处理机组配套的 压缩冷凝机组的制冷量需要一个科学的配比，设计时 压缩冷凝机组的制冷量按 25%、50%、75%、100%容量 组合配置，以保证在投入较少冷量的情况下，试验室环 境的温度和湿度能达到稳定；

箱到被试机的进水管路要尽可能短，并且加强保温措
施。有的测试要求的进水温度是 6℃，甚至是 2℃，普通
冷水机组已无法满足该要求，所以设计时需要考虑采
用低温型冷水机组，或增加一级换热来满足低进水温
度的需求。
3.2.2 循环加热式机组的测试
试验装置流程如图 5 所示，由图可看出，循环式机
时间的延续，空气处理机组的循环风量会越来越少，样
本试验装置针对加热量为 2～30kW 的空气源热 泵热水机组进行测试，为保证试验装置可以满足该类 产品的测试和研究，首先要根据机组试验系统的特殊 性，对试验装置的两大重要组成部分：空气处理系统 和水处理系统进行研究。
3.1 空气处理系统
机自身的结霜面积和厚度也会越来越小，进而无法模 拟样机在真正的高湿度环境中的连续运行。
关键词：空气源热泵热水机组； 全工况性能； 恶劣工况试验； 试验装置
中图分类号：TU832.1+ 4
文献标识码：B
文章编号：1006- 8449（2009）04- 0065- 04

0 引言
“节能减排，降低能源消耗”已成为我国未来经济 发展必然要面对和解决的问题。空气源热泵热水机组 在能源供应日益紧张的今天，凭借其高效节能、环保、 安全等诸多优势，在市场上迅速得到推广。自 2005 年， 空气源热泵热水机组进入国内市场，基本上保持每年 150%~200%的增长比率，2010 年预计市场销售总量会 超过 50 万台，市场前景广阔[1]。
管采用水平布置 （现有的大部分是采用竖直布置），使 凝露水更快、更及时地排除，以减少结霜；同时对空气 处理器的内面板增加或加强保温措施等；
（3）蒸发盘管化霜水的及时排除。在高湿度试验结 束的升温过程中，空气处理机的蒸发盘管将有大量的 化霜水产生，设计空气处理机底部接水盘的结构及布 置方式时要考虑到这一点，排水管要采用较大管径。 3.1.2 低湿度的连续运行
所示。因此，如何提高各工况下机组的性能，开展对机
组全工况性能的研究以及机组在各工况下运行的可
靠性都是非常重要的课题，而这些研究必须配备满足
各工况运行的全工况试验装置。
表 2 循环式机组全工况性能测试数据
性能数据
名义工况 高温工况 低温工况 融霜工况 超低温工况
环境干 / 湿球温度，℃ 20/15 43/26
（2）打开旁通风阀或降低循环风机风量，都是通过 减少流经蒸发盘管的风量，实现除湿效果的提高。此方 法适合在湿球温度偏差较小时使用。在一些环境湿度 较大的南方地区，设计时考虑增大旁通风量或者使用 变频循环风机来达到低湿度的要求。
3.2 水处理系统
3.2.1 一次加热式机组的测试 试验装置流程如图 4 所示。试验水箱配备有冷水
4 或者更高。那么在不同的工况下，机组的能力又是如
何呢？我们挑选了机组 1 在高温工况、低温工况、融霜