CO2跨临界循环热泵热水器用气冷器的优化设计 被引量：11

1

作者 张仙平 王凤坤 +1 位作者 范晓伟 沈恒根 《流体机械》 CSCD 北大核心 2008年第3期81-85,62,共6页

在设计工况下,建立了用于CO2跨临界循环热泵热水器的套管式气冷器的稳态分布参数模型,对其结构参数进行了敏感性分析,指出了它们的合理变化范围:管内套1根管时,内管外径应至少大于8.00mm,低于10.00mm,外管内径应在11.00mm以上,13.00mm以... 在设计工况下,建立了用于CO2跨临界循环热泵热水器的套管式气冷器的稳态分布参数模型,对其结构参数进行了敏感性分析,指出了它们的合理变化范围:管内套1根管时,内管外径应至少大于8.00mm,低于10.00mm,外管内径应在11.00mm以上,13.00mm以下;管内套多根管时,3根管性能最优。优化设计结果对CO2气冷器产品的开发具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 co2跨临界循环 热泵热水器 气冷器 优化设计

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CO2热泵热水机发展现状 被引量：14

2

作者 马一太 王派 +2 位作者 张启超 李敏霞 蔡思淇 《制冷与空调》 2018年第10期67-71,共5页

随着对臭氧层破坏和温室效应的不断关注,高GWP值制冷剂的使用将不断受到限制,自然制冷剂和近自然制冷剂将得到快速发展,其中CO_2作为自然制冷剂将发挥重要作用。本文介绍CO_2作为制冷剂的一般特性及其原理,总结CO_2热泵热水机采用的标... 随着对臭氧层破坏和温室效应的不断关注,高GWP值制冷剂的使用将不断受到限制,自然制冷剂和近自然制冷剂将得到快速发展,其中CO_2作为自然制冷剂将发挥重要作用。本文介绍CO_2作为制冷剂的一般特性及其原理,总结CO_2热泵热水机采用的标准及其优势,并介绍其国内外发展现状,呼吁进一步发展CO_2热泵热水机。 展开更多

关键词 热泵热水机 温室效应 co2 跨临界循环

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基于遗传算法的CO2热泵热水器系统优化研究

3

作者 张旭 吕静 +3 位作者 王太晟 李果 胡晨曦 陈俊卓 《建筑热能通风空调》 2019年第9期1-4,29,共5页

本文提出一种基于遗传算法的跨临界CO2热泵热水器系统的优化方法。采用固定压缩机排气压力的方式,使用MATLAB对热泵热水器系统建立了仿真模型,并以实测数据验证了该模型的可靠性。以系统性能系数COP为目标函数,选择制冷剂质量流量Mr,气... 本文提出一种基于遗传算法的跨临界CO2热泵热水器系统的优化方法。采用固定压缩机排气压力的方式,使用MATLAB对热泵热水器系统建立了仿真模型,并以实测数据验证了该模型的可靠性。以系统性能系数COP为目标函数,选择制冷剂质量流量Mr,气冷器管长Lg以及蒸发器管长Le为优化变量,在不同的工况下采用遗传算法对原实验用CO2热泵热水器系统进行优化,结果表明,该优化方法可以优化原设备管长,提高系统COP。 展开更多

关键词 co2热泵热水器 系统仿真建模 遗传算法 系统优化匹配

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CO2热泵系统最佳充注量的实验研究与模型验证 被引量：1

4

作者 胡鹏荣 陶乐仁 沈航 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期198-203,共6页

为确定CO2热泵热水器的最佳充注量以及充注量对热泵系统性能的影响,建立了带有回热器的CO2热泵热水器实验装置系统,采用直径为1.1 mm,长度分别为0.5、1.0和1.5 m的毛细管进行最佳充注量实验研究,同时建立了毛细管长度计算模型并进行验... 为确定CO2热泵热水器的最佳充注量以及充注量对热泵系统性能的影响,建立了带有回热器的CO2热泵热水器实验装置系统,采用直径为1.1 mm,长度分别为0.5、1.0和1.5 m的毛细管进行最佳充注量实验研究,同时建立了毛细管长度计算模型并进行验证。结果表明:在同一管径、不同长度的毛细管下,制热性能系数(COP)随充注量的增多呈先上升后下降的趋势,其中会出现一个最佳值,长度为0.5、1.0和1.5 m的毛细管对应最佳充注量为220、260和305 g;在最佳充注量点,当毛细管长度为1 m时,系统COP达到最大,比0.5 m毛细管提高2.7%,比1.5 m毛细管提高5.3%;同一管径、不同长度的毛细管,在最佳充注量时改变毛细管的长度,蒸发温度变化小于0.5℃,吸气过热度变化小于0.6℃,两者改变均较小;模型计算的相对误差绝对值在4%内,即当毛细管管径小于1.1 mm时,按均向流来构建模型的假设条件成立。 展开更多

关键词 co2 热泵热水器 毛细管 最佳充注量 COP 模型

原文传递

小型CO2热泵热水器膨胀阀控制策略试验研究 被引量：3

5

作者 秦海杰 衣永海 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第6期52-55,88,共5页

设计制作了采用翅片管换热器作为蒸发器的CO2热泵热水机试验样机。在焓差试验室中,环境温度-15~32℃范围,出水温度在65~90℃范围内,对该热泵热水器的电子膨胀阀控制方法进行了试验研究。结果表明:相比于膨胀阀常规的过热度控制方法,通... 设计制作了采用翅片管换热器作为蒸发器的CO2热泵热水机试验样机。在焓差试验室中,环境温度-15~32℃范围,出水温度在65~90℃范围内,对该热泵热水器的电子膨胀阀控制方法进行了试验研究。结果表明:相比于膨胀阀常规的过热度控制方法,通过排气温度来控制膨胀阀的开度更为稳定、有效。 展开更多

关键词 co2热泵热水器 电子膨胀阀 试验研究

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CO_2热泵热水器实验研究 被引量：19

6

作者 刘圣春 马一太 刘秋菊 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期238-242,共5页

为提高热泵热水器的效率,扩大CO2跨临界循环的应用领域,建立了CO2热泵热水器实验系统.实验结果表明:该系统在不同季节工况下均可正常运行,且均能制取出较高温度的热水,但在夏季工况运行时的性能系数和水流量均最高;从健康角度考虑,当该... 为提高热泵热水器的效率,扩大CO2跨临界循环的应用领域,建立了CO2热泵热水器实验系统.实验结果表明:该系统在不同季节工况下均可正常运行,且均能制取出较高温度的热水,但在夏季工况运行时的性能系数和水流量均最高;从健康角度考虑,当该系统运行于夏季工况,且出水温度达到65℃时,性能系数在3.45以上;若系统冷量同时被利用(即空调热水两用机),其综合性能系数可达5.9.可见,CO2热泵热水器在制取热水方面具有独特的优势,从能量利用角度分析,CO2空调热水器两用机在夏季运行时有很好的经济性. 展开更多

关键词 co2 热泵热水器 空调热水两用机 性能系数

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水箱水温对CO_2热泵热水器性能影响的实验研究 被引量：8

7

作者 吕静 任莹莹 +2 位作者 杨杰 豆君君 胡特特 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期73-78,共6页

通过实验对比研究了循环加热和一次加热热水时,水箱水温对CO2热泵热水器性能的影响。循环加热工况时,随着水温的升高,压缩机的进、排气压力逐渐升高,功耗增加;气体冷却器的CO2进、出口温度升高,内侧CO2和外侧水的温差逐渐减小,换热量减... 通过实验对比研究了循环加热和一次加热热水时,水箱水温对CO2热泵热水器性能的影响。循环加热工况时,随着水温的升高,压缩机的进、排气压力逐渐升高,功耗增加;气体冷却器的CO2进、出口温度升高,内侧CO2和外侧水的温差逐渐减小,换热量减小;CO2热泵系统的COP下降。一次加热工况时,进水温度一定,系统的各项运行参数稳定,COP基本保持不变。以水温度17℃为例,系统COP在3.5左右,远远高于循环加热的COP。实验结果表明水箱水温对系统的性能有一定影响。根据实验结果提出了水箱结构改进方案,使气冷器入口水温稳定在较低水平,可有效提高系统的性能。 展开更多

关键词 热工学 co2热泵热水器 循环加热 一次加热 水箱水温 COP

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二氧化碳套管式气体冷却器换热性能的实验研究 被引量：8

8

作者 吕静 徐峰 +2 位作者 王金雨 朱思倩 石冬冬 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期67-72,共6页

总结了不同形式CO2气体冷却器的国内外研究现状,对直管、矩形螺旋和圆形螺旋三种套管式气体冷却器性能进行模拟,提出用单位压降换热量来评价超临界条件下气体冷却器的性能,根据模拟结果设计了一套矩形螺旋套管式气体冷却器,实验研究了... 总结了不同形式CO2气体冷却器的国内外研究现状,对直管、矩形螺旋和圆形螺旋三种套管式气体冷却器性能进行模拟,提出用单位压降换热量来评价超临界条件下气体冷却器的性能,根据模拟结果设计了一套矩形螺旋套管式气体冷却器,实验研究了气体冷却器的CO2入口压力、进水流量和进水温度对气体冷却器传热系数、换热量、COP以及换热器效能等性能的影响。结果表明:当气体冷却器CO2进口压力为8 MPa,进水流量在1.56 kg/min和进水温度在9℃时气体冷却器性能较优,系统COP最大可达2.85。研究结果为CO2热泵热水器中的实际应用提供参考。 展开更多

关键词 换热性能 实验研究 co2 热泵热水器 套管式气体冷却器

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高效换热的CO_2水源热泵系统的实验研究 被引量：4

9

作者 姜云涛 马一太 +1 位作者 刘和成 张鹏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1125-1129,共5页

为进一步提高跨临界CO2水源热泵系统的效率，对原有试验台进行改造，建立新的CO2水源热泵系统。新的水源热泵实验台采用新型套管式蒸发器和气体冷却器。在实验中考虑气体冷却器进水温度分别为15、20、25℃3种工况，对CO2水源热泵提供温... 为进一步提高跨临界CO2水源热泵系统的效率，对原有试验台进行改造，建立新的CO2水源热泵系统。新的水源热泵实验台采用新型套管式蒸发器和气体冷却器。在实验中考虑气体冷却器进水温度分别为15、20、25℃3种工况，对CO2水源热泵提供温度为45～70℃热水时系统的性能进行分析。结果发现，采用新型换热器可使热泵系统效率提高。气体冷却器进水温度越低，热泵系统的制热效率越高。降低冷却器出口工质的温度有助于提高系统的制热效率。相同的进出水温度下存在较优的蒸发温度。制取的热水温度越高，热水的质量流量越低。 展开更多

关键词 水源热泵 新型换热器 co2 热泵热水器 COP

原文传递

CO_2热泵热水器和热泵压缩机的发展 被引量：11

10

作者 王磊 俞建荣 +2 位作者 董晓慧 杨德宇 王岚 《北京石油化工学院学报》 2014年第1期16-19,共4页

以CO2作为制冷工质的热泵热水器以其节能和环保等特点越来越受到人们的重视,介绍了几种制冷工质的性质和CO2的跨临界循环。对CO2热泵热水器的国内外发展状况以及热泵系统中的关键部件压缩机的发展状况作了介绍,并提出了现今CO2热泵热水... 以CO2作为制冷工质的热泵热水器以其节能和环保等特点越来越受到人们的重视,介绍了几种制冷工质的性质和CO2的跨临界循环。对CO2热泵热水器的国内外发展状况以及热泵系统中的关键部件压缩机的发展状况作了介绍,并提出了现今CO2热泵热水器所需要解决的问题。 展开更多

关键词 co2 热泵热水器 压缩机 跨临界系统

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跨临界CO_2热泵高温热水器性能实验研究 被引量：13

11

作者 祝银海 李聪慧 姜培学 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2113-2117,共5页

本文针对排气压力、出水温度、压缩机频率、膨胀阀开度等参数的变化对跨临界CO_2热泵高温热水器性能的影响开展了实验研究,重点关注了出水温度高于75℃时的热水器性能特性。研究结果表明:不同出水温度对应不同最优排气压力,随着出口水... 本文针对排气压力、出水温度、压缩机频率、膨胀阀开度等参数的变化对跨临界CO_2热泵高温热水器性能的影响开展了实验研究,重点关注了出水温度高于75℃时的热水器性能特性。研究结果表明:不同出水温度对应不同最优排气压力,随着出口水温的升高,最优排气压力升高,相应系统性能降低;随着蒸发压力的升高,系统COP先增大后减小;在膨胀阀开度不变的情况下,压缩机频率85 Hz、环境温度25℃、蒸发温度14℃时,系统制取95℃热水时的最优COP为3.9。 展开更多

关键词 跨临界co2热泵热水器 最优排气压力 压缩机频率 蒸发压力 COP

原文传递

基于分布参数模型的CO_2蒸发器结构参数研究 被引量：2

12

作者 范晓伟 张仙平 +3 位作者 王凤坤 马强 沈恒根 马富芹 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期63-69,共7页

在设计工况下,建立了用于跨临界二氧化碳热泵热水器的套管式蒸发器的稳态分布参数模型,对其结构参数进行了敏感性分析,指出了它们的合理变化范围:管内套1根管时,内管外径应至少大于11.00mm,低于13.00mm,外管内径应在20.00mm以上,23.00m... 在设计工况下,建立了用于跨临界二氧化碳热泵热水器的套管式蒸发器的稳态分布参数模型,对其结构参数进行了敏感性分析,指出了它们的合理变化范围:管内套1根管时,内管外径应至少大于11.00mm,低于13.00mm,外管内径应在20.00mm以上,23.00mm以下;管内套多根管时,以管内套3根管的性能为最优。优化设计结果对开发二氧化碳蒸发器产品具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 分布参数模型 蒸发器 跨临界循环 co2热泵热水器

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二氧化碳家用热泵热水器试验研究 被引量：5

13

作者 李廷勋 王冬 +1 位作者 钟家淞 黄逊青 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期9-12,共4页

CO2因为环保及独特的热力学优势,一直是制冷空调领域的研究热点,然而由于其工作压力较高,用于家用热泵热水器的全封闭式CO2压缩机开发较困难。为了验证CO2在热泵热水器上应用的优势以及研究其系统的运行规律,以国产全封闭式CO2压缩机为... CO2因为环保及独特的热力学优势,一直是制冷空调领域的研究热点,然而由于其工作压力较高,用于家用热泵热水器的全封闭式CO2压缩机开发较困难。为了验证CO2在热泵热水器上应用的优势以及研究其系统的运行规律,以国产全封闭式CO2压缩机为基础,设计并搭建了空气源CO2热泵热水器测试系统,在进水温度15—50℃,出水温度65—90℃范围内,测试了不同进、出水温度、不同蒸发温度以及不同排气压力条件下,热泵系统的制热量、COP以及排气温度等关键特征,发现CO2能够稳定提供90℃以上热水,在高温制热上优势明显。同时,即使在蒸发温度为-20℃,系统仍然能够平稳运行,表现出较好的低温运行优势。 展开更多

关键词 co2 热泵 热水器

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空气源CO_2热泵热水器最佳冷却工况热力学分析 被引量：3

14

作者 仇富强 朱兴旺 龚毅 《制冷与空调（四川）》 2008年第3期46-48,45,共4页

概述了CO2热泵热水器的发展历程。介绍了回热型跨临界CO2热泵循环。分析了冷却压力对系统制热性能系数和单位压缩功的影响,确定了在保证性能系数最大的情况下冷却压力和冷却温度之间的关系。

关键词 co2热泵热水器 跨临界 冷却压力 性能系数

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二氧化碳热泵热水器水箱温度对系统性能的影响 被引量：3

15

作者 王冬 黄逊青 +1 位作者 钟家淞 李廷勋 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第12期58-61,13,共5页

对于二氧化碳热泵热水器性能的提升,大部分研究主要关注压缩机效率、换热器效率的提升、膨胀机和喷射器的应用以及控制方式的优化,但关于水箱结构对系统的性能影响研究较少。普通水箱的应用对系统性能影响很大,特别是制取高温热水时,性... 对于二氧化碳热泵热水器性能的提升,大部分研究主要关注压缩机效率、换热器效率的提升、膨胀机和喷射器的应用以及控制方式的优化,但关于水箱结构对系统的性能影响研究较少。普通水箱的应用对系统性能影响很大,特别是制取高温热水时,性能影响更大。另外,水箱的设计和制造也相对压缩机、换热器等主要部件的优化容易,成本也较低。本文试验测量了不同水箱温度条件下,二氧化碳热泵热水器的性能变化,通过分析提出了改善性能的方法。 展开更多

关键词 二氧化碳热泵热水器 水箱 COP

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家用空气源CO_2热泵热水器系统特性的试验研究 被引量：8

16

作者 刘泽勤 张艺 李向阳 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第2期70-74,共5页

由于CO_2具有环保和独特的热力学优势,其用于家用热泵热水器领域已获得巨大的发展。为研究CO_2热泵热水器系统运行特性受外界因素影响的变化规律,自行搭建了一台空气源CO_2热泵热水器试验台开展试验研究。试验表明随着冷却水体积流量从4... 由于CO_2具有环保和独特的热力学优势,其用于家用热泵热水器领域已获得巨大的发展。为研究CO_2热泵热水器系统运行特性受外界因素影响的变化规律,自行搭建了一台空气源CO_2热泵热水器试验台开展试验研究。试验表明随着冷却水体积流量从48.94 L/h增加到75.2 L/h,空气源CO_2热泵热水器系统制热量提升49%,制热系数比原来增加了0.7倍;随着室外环境温度从-3℃升高到13℃,空气源CO_2热泵热水器系统制热量提升28%,制热系数比原来增加了1.5倍,室外环境温度对压缩机的吸气压力影响较大。本文的试验研究结果为后续的CO_2空气源热泵热水器的系统优化提供技术支持。 展开更多

关键词 空气源热泵 跨临界循环 co2热泵热水器 系统性能 试验研究

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低温空气源CO_2热泵热水器系统特性研究 被引量：8

17

作者 张超 吕新刚 +2 位作者 胡冬阳 朱昱衡 唐晓龙 《流体机械》 CSCD 北大核心 2017年第11期66-71,共6页

压缩机排气温度过高及制热量不足等现象是单级蒸汽压缩式制冷系统在低蒸发温度下经常面临的问题,以CO_2为制冷工质的中间不完全冷却两级蒸汽压缩热泵系统能很好地改善这些问题。本文构建了低环温(-20℃)下CO_2热泵热水器系统、确定了系... 压缩机排气温度过高及制热量不足等现象是单级蒸汽压缩式制冷系统在低蒸发温度下经常面临的问题,以CO_2为制冷工质的中间不完全冷却两级蒸汽压缩热泵系统能很好地改善这些问题。本文构建了低环温(-20℃)下CO_2热泵热水器系统、确定了系统各部件结构参数、建立了部件和热泵系统的数学模型。模拟结果表明:随着环境温度升高,CO_2热泵热水器系统制热量以及COP呈现出增长的趋势,改变水侧输入参数对系统性能有较大影响。 展开更多

关键词 单级压缩制冷循环 co2双级压缩中间不完全冷却热泵循环 co2热泵热水器 数值模拟

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冷却水流量对CO_2空气源热泵气体冷却器换热性能影响的实验研究 被引量：2

18

作者 张艺 刘泽勤 王春雨 《低温与超导》 CAS 北大核心 2019年第4期89-93,共5页

以CO_2为工质,对空气源热泵热水器矩形螺旋套管气体冷却器的换热特性进行实验研究,搭建了空气源热泵热水器实验台,测试分析冷却水流量的变化对冷却水进出口温差、CO_2进出口压力与温度、CO_2质量流量、气体冷却器总换热量、总传热系数... 以CO_2为工质,对空气源热泵热水器矩形螺旋套管气体冷却器的换热特性进行实验研究,搭建了空气源热泵热水器实验台,测试分析冷却水流量的变化对冷却水进出口温差、CO_2进出口压力与温度、CO_2质量流量、气体冷却器总换热量、总传热系数及热泵系统COP等参数的影响,探究其对气体冷却器换热性能的变化规律。结果表明:随着冷却水流量的增加,冷却水进出口温差、CO_2进出口压力和温度均呈下降趋势,CO_2质量流量则呈上升趋势;气体冷却器的总换热量增加49.70%,总传热系数增加57.55%,COP增加73.41%,增幅较大;而气体冷却器换热效能系数仅增加1.77%,变化趋势不明显。 展开更多

关键词 co2热泵热水器 套管式气冷器 换热性能 实验研究

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四种跨临界CO_2压缩式热泵系统的热力性能研究 被引量：5

19

作者 魏晋 李涛 +3 位作者 唐黎明 陈琪 陈光明 韩晓红 《制冷与空调》 2014年第10期94-103,共10页

CO2是具有很大潜力的天然替代工质之一,CO2跨临界循环放热过程中具有较大温度滑移,与水侧温升过程相匹配,因此适合用于热泵热水器系统。国内外学者提出了许多提高跨临界CO2循环效率的方法,其中包括引入回热器、喷射器等设备,从不同角度... CO2是具有很大潜力的天然替代工质之一,CO2跨临界循环放热过程中具有较大温度滑移,与水侧温升过程相匹配,因此适合用于热泵热水器系统。国内外学者提出了许多提高跨临界CO2循环效率的方法,其中包括引入回热器、喷射器等设备,从不同角度对比分析在常规跨临界CO2热泵系统中引入回热器、喷射器后系统的性能变化。本文在前人工作的基础上,建立相关热力学计算模型,并进一步对四种不同形式的跨临界CO2热泵系统(常规跨临界CO2热泵系统(TCHS)、带回热器的跨临界CO2热泵系统(TCHSI)、带喷射器的跨临界CO2热泵系统(TCHSE)及带喷射器与回热器的跨临界CO2热泵系统(TCHSEI))的性能进行研究,对比分析排气压力一定的情况下四种循环的热力性能;从最优排气压力的角度出发,分析对比不同系统中气冷器出口温度变化对系统最优排气压力和制热系数的影响,以及喷射器等熵效率对系统性能的影响。以上研究为CO2压缩式热泵系统的实用化进展奠定良好的理论基础。 展开更多

关键词 co2 热泵热水器 喷射器 回热器 跨临界循环 性能

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利用准二级循环提高跨临界CO_2热泵热水器性能 被引量：2

20

作者 朱兴旺 张朝晖 +1 位作者 仇富强 龚毅 《流体机械》 CSCD 北大核心 2008年第8期66-69,共4页

提出了一种全新的应用于热泵热水器的准二级跨临界CO2热泵循环。对其分析研究表明该循环可以有效降低压缩机的排气温度,提高热泵热水器的制热效率。这种热泵热水器尤其适用于寒冷地区。

关键词 热泵热水器 准二级跨临界co2热泵循环 排气温度 制热效率

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