空气能热泵热水器性能优化设计

　　空气能热泵热水器性能是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。空气能热泵热水器的性能要求是在额定功率下，在规定的气温范围内(一般为5℃以上)把自来水加热到设定温度(一般为50～60℃左右)的加热速度。但一些空气能热泵热水器由于各种原因达不到这个要求，主要有以下几个方面：

　　1.空气能热泵热水器结构复杂，长期以来研发人员主要关心产品功能的实现，对其可靠性很少进行研究，而产品的设计是决定了产品固有可靠性。

　　2.目前我国空气能热泵热水器处于市场培育阶段，多数企业是小批量生产，很多工序采用手工作业，降低了产品的可靠性水平。例如，热泵机组中连接压缩机、电磁换向四通阀、蒸发器、换热器和气液分离器等部件的铜管折弯以及铜管的焊接，采用手工完成，人为因素会影响整个机组可靠性水平。

　　3.空气能热泵热水器的相关国家标准制定和实施时间比较晚。空气能热泵热水器的很多零部件都是使用空调的配件，还没有全部按照国家标准进行设计制造。空气能热泵热水器和空调的工作环境不同，空气能热泵热水器的工作环境恶劣些。例如空气能热泵热水器直接采用空调压缩机，势必会影响压缩机的寿命以及可靠性水平。

　　4.空气能热泵热水器的安装和使用维护，特别是使用维护方面，存在很多问题，进而影响到其使用过程可靠性。例如，机组安装的位置要符合规定要求，蒸发器要定期清理等，否则会影响其可靠性。

　　空气能热泵热水器性能优化

　　1.控制系统设计多模式流程控制，提高系统全年运行性能

　　空气能热泵热水器产品标示的性能系数是名义工况时的性能系数，研究表明环境温度对空气能热泵热水器的性能系数影响显著，环境温度30℃附近时系统运行性能最佳，因此对同样的空气能热泵热水器产品使用时间及环境不同，运行时性能系数也不同。若采用单一控制模式，由于环境的变化，空气能热泵热水器大部分时间运行性能系数不高。为了充分发挥空气能热泵热水器的节能优势，在空气能热泵热水器控制系统设计时，可根据用户需求不同、典型的季节变化特点及每天的温度变化规律设计午间模式、冬季节能模式、谷电模式等多模式流程控制系统，供用户选择，可有效提高空气能热泵热水器全年的运行性能。

　　2.优化除霜控制

　　目前从空气能热泵热水器的实际运行效果来看，机组在气温偏低且相对湿度比较大的地区运行时性能不理想，主要原因是蒸发器结霜及除霜造成的供热能力下降，因此，必须使用有效的除霜方法及时除霜。目前，空气能热泵最常用的除霜方式是逆循环热气除霜，而除霜自动控制方法是影响除霜效果的关键。目前除霜自动控制方法较多，较为先进实用的有模糊智能控制除霜法。模糊智能控制除霜法将模糊控制技术引入空气能热泵热水器的除霜控制，整个除霜控制系统由数据采集与AID转换、输入量模化、模糊推理、除霜控制、除霜监控及控制规则调整五个功能模块组成。通过对除霜过程的相应分析，对除霜监控及控制规则进行修正，以使除霜控制自动适应机组工作环境的变化，达到智能除霜的要求。

　　3.设置水箱蓄水量智能控制系统

　　为了减少水箱的散热损失，避免不必要的重新加热，减少保温加热次数，节约能源，将模糊控制和其它优化理论方法和控制技术相结合，设计蓄水量智能控制系统是较好的解决办法。蓄水量智能控制系统能根据一周用水规律，自动保证每天最适宜的热水加热量。

　　空气能热泵热水器是一种高效节能装置，但在实际推广使用的过程中，暴露了产品可靠性不高的缺点。为提高空气能热泵热水器性能，通过优化控制系统提高运行性能、采用高效换热器等有效途径，进一步完善空气能热泵热水器性能，不断降低成本，将有效促进空气能热泵热水器在家用市场占有率的提高，达到节能环保、提高人们生活水平的目的。