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沧州恒顺昌电器设备制造有限公司
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目前市场上家用空气能热泵热水器因成本考虑普遍采用等径螺旋盘管沉浸在水箱下部的热水换热器作为冷凝器，其换热性能较差，影响空气能热泵热水器的整体性能。经过不少专业人员对优化热水换热器性能进行深入研究，采用带导流套筒的热水换热器及非等径螺旋盘管是较为有效的方法。
热泵用的带导流套筒的热水换热器，该换热器的特征在于：在水箱内增加了导流用的导流套筒，并把螺旋盘管式的加热管置于导流套筒内，导流套筒只与水箱的顶板和底板间留有流水的间距。冷水进水管在水箱底部，热水出水管在水箱顶部引出：当热泵热水机工作制冷剂流入螺旋盘管式的加热管时，导流套筒内的水就首先被加热。由于导流套筒内的水量仅是水箱总储水量的很小部分，这部分水被加热迅速膨胀，密度变小而快速上升，上升的水受导流套筒的阻隔不会与导流套筒外的水混合，被加热的水，很快上升并越过导流套筒顶端。导流套筒外的大量未被加热的水，密度大而下降，从水箱底部补充流到导流套筒内的加热区，从而形成回流，提高了换热系数。取用热水时螺旋盘管表面的水流速随进水量加大而增大，换热系数明显提高。实验和数值模拟表明，这样的换热器比把盘管直接置于水箱底部的换热器的换热效果好很多。动态加热时的换热能力高一倍多，静态加热时平均换热能力也高15%。
研究表明用非等径螺旋盘管作为冷凝器比用等径螺旋盘管传热效果好。这是因为制冷剂在非等径螺旋盘管内是以非均匀的形式改变流动方向，螺旋盘管相对曲率半径不断变小，带来螺旋盘管的转弯角变大，管中的二次流变强。这样在横截面上引起二次环流更加激烈地破坏近壁滞流层的稳定性，从而提高管内流体的换热系数。此外，制冷工质在曲率不断变化的螺旋流道内流动时，与管壁一直做剪切运动，使得流动边界层和传热边界层不断地分离进而强化换热。非等径螺旋盘管下部传热面积比上部大，因此水箱底部流体受热充分，故采用非等径螺旋盘管的热泵热水器冷凝盘管在传热性能、温度分布和加热效果等方面都优于等径螺旋盘管的热泵热水器，是提高空气能热泵热水器性能系数的有效途径之一。
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