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热泵热水器由于具有超高的性能系数，近年在国际社会又重新引起广泛关注，成为热水器发展的重要方向。而传统热泵制冷设备中使用的制冷剂会造成臭氧层破坏和温室效应，因此寻找新型环保制冷剂，加速HCFCs和HFCs的替代是目前当务之急。R290（丙烷）作为自然工质，对环境几乎没有破坏，并且具有良好的热力性质，是未来热泵最有潜力的替代工质之一。研究R290热泵热水器在实际工作环境尤其是低温环境下的运行性能，对于未来R290热泵热水器的推广具有非常重要的参考意义。 首先理论对比计算了R290与R22和R134a等六种常用制冷剂在五组相同运行工况下的排气温度、压比、单位容积制热量和COP的不同，证明R290相对于其他六种制冷剂在低温工况下运行和制取高温热水方面具有明显优势和理论可行性。 其次搭建了1匹R290空气源热泵热水器试验台，选取-15~20℃之间的五种环境工况进行测试，分析最高热水温度、排气压力、排气温度、压比和瞬时COP与运行时间和环境温度的关系。结果表明，在0℃及以上的环境工况下热水温度提高到了70℃，在-7℃的工况下热水温度达到了65℃，在低温工况即-15℃时热水温度则达到了55℃。其中压缩机最大排气压力为3.109MPa，最高排气温度为98.8℃，最大压比为8.1，均在压缩机有效运行范围内。在环境温度为20℃，水升温到70℃时总的COP为2.7。 最后通过更换不同长度的毛细管和充灌不同质量的制冷剂，研究了毛细管长度和制冷剂充注量对热泵热水器系统的影响，并分析各工况下的最佳匹配。实验结果证明了R290热泵热水器推广应用的可行性，并指出可能存在的问题，为后续提升系统性能提供一定的参考意见。