一、实训目的
通过本实训的学习，使学生充分了解空气源热泵热水器系统的结构组成以及各部分元器件的作用，理解空气源热泵系统制取热水的原理并能够简要叙述空气源热泵系统的制冷剂循环过程。
二、实训设备
空气源热泵热机实训考核装置 一台
三、实训内容
1、热泵的定义
在自然现象中，我们知道热量只能自发地从高温物体传递到低温物体中去，不能自发地沿相反方向进行。然而根据热力学第二定律，如果以机械功为补偿条件，热量可以从低温物体转移到高温物体中去，这种靠补偿或消耗机械功，迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置称为“热泵”。“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热，经过电力做功，输出可被人们所用的高品位热的设备，是一种节能、环保、清洁的采暖和热水设备，热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。
2、空气源热泵热水机的工作原理
热泵热水机是目前世界上最先进、能效比最高的热水设备之一，它根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过传热工质把自然界的空气中无法被利用的低品热能有效吸收，并将其提升至可用的高品热能并释放到水中，对水进行加热的设备。在不同的运行工况下热泵热水机组每消耗一度电就能从低温热源中吸收2-6度电的热量，节能效果非常显著。
3、空气源热泵系统的结构组成
空气源热泵系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、喷液阀、低压保护开关、高压保护开关、换向阀以及室外风扇等组成。下面分别叙述其各部件的作用。
压缩机：压缩机的作用是使制冷剂完成从低温到高温的转变过程，达到制冷剂散热凝露的目的。同时在整个空调系统，压缩机还是管路内介质运转的动力源，没有它，系统不仅不制冷而且还失去了运行的动力。可以说压缩机是整个空气源热泵系统的心脏。
冷凝器和蒸发器：它们虽然叫法不一样，但结构类似。它们都是在一排弯绕的管道上布满散热用的金属薄片，以此来实现外界与管道内物质的热交换的装置。冷凝器的作用是把来自压缩机的高温制冷剂气体冷凝成中温液体，并把在蒸发器中吸收的热量释放到流过其中的水里。蒸发器与冷凝器正好相反，它是制冷剂由液态变成气态（即蒸发）吸收热量的场所。它采用风冷带式结构，把经节流阀流入的制冷剂液体蒸发成气体，吸收环境空气的热量，从而达到制取热水的目的。
膨胀阀：膨胀阀的功能是将制冷剂的压力降低使其容易在蒸发器中蒸发。从冷凝器送来的中温高压液态制冷剂在毛细管处受到节流阀的阻碍作用，流速变的很慢，所以单位时间内流出毛细管的制冷剂流量变小，将其压力释放，使其成为低温低压的液态制冷剂，再送入蒸发器。
喷液阀：喷液阀又称为温度响应膨胀阀，温度响应膨胀阀是新开发的一种新颖的膨胀阀。因为R-22制冷系统压缩机的排气温度和油温比R-12和R-502制冷系统来得高，这将会导致制冷机组的排气温度和润滑油温度过高，而且这个温度会随着运行工况的进一步恶化而升高，直到系统高温高压报警，机组停机。温度响应膨胀阀就可以解决制冷机组的排气温度和制冷剂与润滑油混合物的温度升高问题。在制冷机组上安装了温度响应膨胀阀后，当系统检测到压缩机的排气端温度过高时，系统就会发出信号使喷液阀电磁线圈得电，接通电磁阀，冷凝后的液体制冷剂通过该节流阀节流降温后注入压缩机的吸气端和压缩腔内，分别对电机的线圈以及制冷剂和润滑油的混合物进行冷却，使进入蒸发器的液体制冷剂具有更低的温度。所以对制冷机组的能效比有着积极的影响，当然，对于解决压缩机的排气温度和油温过高的问题，也采用喷油和油冷却的方法，但需要增加油分离器和油冷却器等辅助设备，这样，使制冷机组的结构复杂庞大。所以，采用了温度响应阀后，一方面控制了制冷机组排气温度和油温升高问题，另一方面，使制造成本大大地降低。
压力开关：本系统中采用的是YK系列压力开关，该开关分为YK-L和YK-H型，YK-L型压力开关为常开型开关，YK-H型压力开关为常闭型开关，该压力开关一般接在系统的排气口或者吸气口，用来检测机组系统内载冷剂的压力，当压力系统内的介质（液体或气体）压力高于或低于压力开关的额定的安全压力时，系统内碟形金属膜片瞬时跳跃，通过连接连杆，推动开关触点接通或断开，当系统内压力恢复到压力开关允许的范围内时，压力开关自动复位，该系统中采用的是YK-H型压力开关。
室外风扇：室外风扇的主要作用就是强制室外机小范围内空气形成对流，有利于室外机与室外空气的热交换，提高空气源热泵的性能。
4、热泵热水机工作过程
在空气源机组制热运行时，压缩机吸入低压制冷剂气体，经压缩增压后排出高压气体，经过四通阀至水换热器，在水换热器中高压气体放热冷却为高压液体，而套管外的水被加热，达到使用要求。高压液体经小分液头汇集后，经干燥过滤器去除水分和杂质，再经由视镜后至膨胀阀，高压液体经膨胀阀后。减压膨胀，变为低压的制冷剂液体。均匀地进入风换热器中，在此，制冷剂液体在换热器铜管内吸热汽化，而铜管外由风扇使空气循环，提供热源，低压气体在风换热器中汽化后，经过四通换向阀后至压缩机吸气口，进行新一轮的气体压缩。至此，完成一个制热循环。
5、空气源热泵系统结构示意图
空气源热泵系统结构示意图
四、思考与练习
1、空气源热泵系统与家用分体式空调系统有什么区别？
2、空气源热泵系统的工作原理是什么？
3、喷液阀的作用是什么？
4、如果系统的节流阀堵塞会造成什么后果？
