2025年空气源热泵行业性能分析：宽温域R134a/CO₂复叠式空气源热泵系统性能研究

  随着全球对高效、低碳能源利用方式的不断探索，空气源热泵技术在供热领域的应用越来越受到关注。特别是在低环境温度和高供水温度的复杂工况下，复叠式空气源热泵系统凭借其独特的优势，展现出巨大的应用潜力。通过对宽温域R134a/CO₂复叠式空气源热泵系统的性能分析，可以深入了解工况参数变化对系统性能的影响，为优化系统设计和运行提供理论依据。

  一、空气源热泵系统性能与工况参数的关系

  《2025-2030年中国空气源热泵行业市场深度研究及发展前景投资可行性分析报告》在宽温域运行条件下，空气源热泵系统的性能受到多种工况参数的显著影响。研究发现，系统性能系数(COP)与中间温度、蒸发温度和冷凝温度密切相关。当蒸发温度为-50°C、冷凝温度为70°C时，系统COP随中间温度的升高先增大后减小，存在一个最佳中间温度使系统性能达到最优。此时，最佳中间温度约为2°C，对应的系统最大COP为1.86。此外，级间质量流量比随中间温度升高而增大，增幅为40.87%~49.30%。这表明在宽温域工况下，合理调整中间温度对空气源热泵系统的性能优化具有重要意义。

  二、空气源热泵系统中蒸发温度与冷凝温度的影响

  空气源热泵行业性能分析提到蒸发温度和冷凝温度是影响空气源热泵系统性能的关键参数。研究结果表明，系统COP随蒸发温度的升高而增大，随冷凝温度的升高而减小。在不同冷凝温度工况下，随着蒸发温度从-50°C升高到-25°C，系统COP分别增大到2.28、2.41、2.55，增幅为15.15%~17.51%。而在不同蒸发温度工况下，随着冷凝温度从60°C升高到70°C，系统COP分别减小了10.59%、10.29%、9.52%、8.63%、8.53%和7.92%。这说明在实际应用中，合理控制蒸发温度和冷凝温度对于提高空气源热泵系统的运行效率至关重要。

  三、空气源热泵系统的烟用分析

  通过对空气源热泵系统进行烟用分析，可以深入研究系统中不可逆损失的主要来源。研究发现，系统的总烟用损失随蒸发温度的升高逐渐减小，从12.72kW减小至11.19kW。在系统各部件中，高温级电子膨胀阀和高温级压缩机的烟用损失较大，分别占总烟用损失的36.11%~37.82%和15.54%~17.08%。这表明在低温工况下，优化高温级回路的节流过程和压缩机运行性能具有较大的潜力。同时，系统的烟用效率随蒸发温度的升高而逐渐减小，从0.61减小到0.57，降低了6.56%。这反映了在宽温域运行条件下，空气源热泵系统在能量转化过程中不可逆损失的变化趋势。

  四、空气源热泵系统中回热器的应用效果

  在空气源热泵系统的高温级和低温级回路中设置回热器，可以显著影响系统的性能。研究发现，系统COP及烟用效率均随高温级回热器效率的增加而增大，随低温级回热器效率的增加而减小。最佳的高、低温级回热器效率组合为0.9和0.1。与两级均未增加回热器的系统相比，最佳回热器效率组合可使系统COP提升3.76%，烟用效率提升3.28%。这表明合理配置回热器对于提高空气源热泵系统的能效具有显著作用。

  通过对宽温域R134a/CO₂复叠式空气源热泵系统的性能分析，可以得出以下结论：系统COP与中间温度、蒸发温度和冷凝温度密切相关，存在最佳中间温度使系统性能达到最优;系统的总烟用损失随蒸发温度的升高而减小，而烟用效率则随蒸发温度的升高而降低;在系统中增加回热器可以显著提高系统的COP和烟用效率。这些研究成果为空气源热泵系统在宽温域工况下的优化设计和运行提供了重要的理论支持，有助于推动空气源热泵技术在供热领域的进一步发展和应用。

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