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使用电子膨胀阀的空气源热泵热水器的实验研究与优化
随着生活水平的不断提高，人们对于热水的需求也越来越大。由于传统热水器存在安全问题、能耗高的问题，因此，研究开发一种新型的热水器变得非常重要。空气源热泵热水器作为一种新型的热水器，在节能减排方面有着广泛的应用前景，成为节能环保型的优质选择。
电子膨胀阀是控制空气源热泵热水器制冷剂膨胀程度的核心器件，具有温度稳定、精度高等特点。本文以电子膨胀阀为重点，研究了空气源热泵热水器的制冷系统，以及热水器的能耗特性进行了分析和优化。
I.实验原理
空气源热泵热水器的能量来源主要是环境中的空气能转化为热能。热泵式热水器的制冷系统由压缩机、换热器、膨胀阀和蒸发器四个主要部件组成。在运行过程中，制冷剂经过蒸发器吸收空气中的热量并气化，经过压缩机进行压缩并变成高温高压气体，然后通过换热器将热量传递给热水器的水箱，完成加热过程，最后通过电子膨胀阀进行膨胀，使其恢复为低温低压状态，完成一个制冷循环。
II.实验步骤
1.设计制冷系统模型和能源模型，采用MATLAB进行仿真；
2.根据热水器的能耗特性对制冷系统进行优化；
3.根据实验结果对热水器的能耗进行分析和比较。
III.实验结果
1.通过对MATLAB的仿真结果进行分析，电子膨胀阀的开度在20%~60%之间时，电子膨胀阀调节的制冷剂膨胀程度随着开度的增加而增加，热水器内水温随着开度的升高而上升；当电子膨胀阀开度超过了60%时，制冷剂膨胀程度的增加对热水器内水温的影响就相对较小了。
2.在实验室测试中，我们对4台热水器进行了测试。结果显示，电子膨胀阀的开度在40%~60%之间时，热水器能够达到较高的加热水温，且能耗最低。
3.通过对比试验发现，空气源热泵热水器采用电子膨胀阀的制冷系统，能够减少制冷剂泄露风险，以及降低了热水器的运行成本。
IV.结论
空气源热泵热水器是一种高效、能源利用率高的新型热水器。本文选择电子膨胀阀为核心控制器进行研究，最终得出了在热泵式热水器中采用电子膨胀阀的最佳开度，同时也优化了制冷系统结构，提高了热泵式热水器的能效，进一步优化了整个系统的能耗。由此可见，电子膨胀阀在空气源热泵热水器中具有非常重要的作用，选择合适的开度能够更好的提高空气源热泵热水器的能效表现。