以商用空气源热泵机组(以后简称机组)作为研究对象,为改善机组在极端环境气温下存在的问题,采用理论分析与实验研究相结合的研究方法,探讨了环境气温对机组可靠性和综合性能的影响,提出将湿法换热技术和喷汽增焓技术相结合应用于机组的优化方案。主要工作包括对机组为适应极端环境气温的理论分析,优化方案的总结与确立；低温空气源热泵样机和基于湿法换热技术的喷淋水装置实验样机的研制；完成对各机组样机进行综合性能测试、数据获取、结果分析以及对基于优化方案的机组可靠性和运行特性进行论证。通过以上研究,得出的主要结论有：(1)鉴于常规空气源热泵极端环境气温下存在的问题,可通过部件优化和系统匹配优化设计在一定程度上得到解决,其中湿法换热技术和喷汽增焓技术的结合应用在技术上可行；(2)在高环境气温工况下,与常规空气源热泵机组相比,基于湿法换热技术的样机拥有更优的运行特性,排气压力得到降低,运行更安全,同时降低了压缩机输入功率,增大了制冷量,系统性能系数得到提升,样机系统运行更节能。应用湿法换热技术的样机更能适应用户在夏季高温天气对冷量的需求,环境气温越高,机组性能提升效果越明显。当环境温度处在35～43度范围时,制冷量提升15%～31%、性能系数提高22%～63%、排气压力降低13%～20%以及输入功率降低5%～19%；(3)在低环境气温工况下,基于喷汽增焓技术的低温热泵与常规热泵相比,其输入功率、吸排气压力基本相当,但制热量差距较明显,增焓技术的应用可以有效地提升样机的制热量,且环境气温越低机组性能提升幅度越大。当环境温度处在-10～2度范围时,制热量最大提升达28.9%,平均制热量提高了16.7%,制热性能系数最大提升达29.5%,平均提升15.7%。
