外绕微通道冷凝盘管结构对热泵热水器性能的影响

为了探究微通道热泵热水器的结构优化方向,建立包含蒸汽压缩热泵系统模型和水箱传热模型的耦合模型,利用数值模拟的方法对比等/变扁管间距形式的系统的水箱温度分布、传热效果和系统性能,并探究在变扁管间距结构形式下初始扁管间距和通道尺寸对系统传热性能的影响规律。研究结果表明:采用变扁管间距结构系统的水温在各个特征时刻均高于采用等扁管间距结构系统的水温,前者的水箱温升速度明显高于后者的水箱温升速度;在整个加热过程中,等扁管间距式热泵热水器和变扁管间距式热泵热水器的水侧平均努塞尔数分别为157.42和165.41,系统总能效比分别为4.23和4.50,变扁管间距式系统的传热和节能效果得到改善;初始扁管间距分别为8.0,9.5和11.0 mm的3种变扁管间距系统在整个加热过程中水侧平均水侧努塞尔数分别为165.41,155.96和150.16;通道当量直径分别为0.86,1.02和1.23 mm的3种变扁管间距系统在整个加热过程中水侧平均水侧努塞尔数分别为167.67,165.41和156.90,呈现出初始扁管间距和通道尺寸越小换热效果越好的趋势。采用变扁管间距布置的冷凝盘管结构有利于热泵热水器系统的传热强化,进而优化了系统运行。