Performance Evaluation of a Packaged R290 Heat Pump Water Heater

Zhang Ming; Li Jiangtao; Wang Dingyuan; Li Zhoaqi; Li Linfeng

doi:10.12465/issn.0253-4339.20260507001

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Performance Evaluation of a Packaged R290 Heat Pump Water Heater

更新时间：2026-07-10

- Performance Evaluation of a Packaged R290 Heat Pump Water Heater
- Journal of Refrigeration Pages: 1-7(2026)
- 作者机构：
  
  1.青岛海尔智能技术研发有限公司青岛 266103
  2. 数字家庭网络国家工程研究中心青岛 266103
  3. 青岛海尔空调电子有限公司青岛 266103
  4. 青岛海尔空调器有限总公司青岛 266103
- 作者简介：
  
  Zhang Ming， female， Junior Engineer， Qingdao Haier Smart Technology RD Co.， Ltd.， 86-13884635972， E-mail：ZMklgz@163.com. Research fields： optimization of heat pump water heating systems.
- 基金信息：
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20260507001
  CLC： TB61⁺1;TB657.5
- Received：07 May 2026，
  
  Revised：2026-05-25，
  
  Accepted：09 June 2026，
  
  Online First：10 July 2026，
- 稿件说明：
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张铭，栗江涛，王定远，等. R290整体式热泵热水器的性能研究与分析［J］. 制冷学报，XXXX，XX（XX）：1-7.

Zhang Ming，Li Jiangtao，Wang Dingyuan，et al. Performance Evaluation of a Packaged R290 Heat Pump Water Heater［J］. Journal of Refrigeration，XXXX，XX（XX）：1-7.
张铭，栗江涛，王定远，等. R290整体式热泵热水器的性能研究与分析［J］. 制冷学报，XXXX，XX（XX）：1-7. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20260507001.

Zhang Ming，Li Jiangtao，Wang Dingyuan，et al. Performance Evaluation of a Packaged R290 Heat Pump Water Heater［J］. Journal of Refrigeration，XXXX，XX（XX）：1-7. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20260507001.

摘要

本文主要研究翅片间距、制冷剂充注量、过热度控制及保温层厚度对R290整体式热泵热水器系统性能的影响，并优化R290整体式热泵热水器的性能。为此构建了蒸发侧仿真模型，并在名义工况条件下开展了对R290整体式热泵热水器系统性能的实验研究，系统评估了各变量对系统性能的具体影响。结果表明：蒸发器的换热量随着翅片间距的增加呈现先升高后降低的趋势，翅片间距优选为1.4 mm；系统制热量和COP随着制冷剂充注量的增大呈先升高后降低的趋势，充注量优选为600 g，通过对过热度的优化控制，系统制热量最高可达4 052 W，COP可达4.4。

Abstract

To investigate the effects of fin pitch， refrigerant charge， superheat control， and insulation thickness on the performance of packaged R290 integrated heat pump water heaters and optimize their performance. An evaporator-side simulation model was developed， and the experimental research on the packaged R290 integrated heat pump water heaters was conducted under nominal operating conditions by systematically evaluating the specific effects of various variables on system performance. The results indicate that heat transfer capacity of the evaporator initially increases and then decreases with increasing fin pitch， with an optimal fin pitch of 1.4 mm. Through the optimized superheat control， system heating capacity was further improved. Both the heating capacity and coefficient of performance （COP） exhibited an initial increase followed by a decrease as the refrigerant charge amount increased； the optimal charge amount was 600 g， yielding a heating capacity of 4052 W and a COP of 4.4. Finding the optimal refrigerant charge is crucial to maximize the performance of packaged R290 heat pump water heaters. System performance can also be enhanced by optimizing control logic and evaporator fin pitch. Increasing insulation layer thickness and enhancing evaporator-side air flow rate also significantly improve system performance.

关键词

Keywords

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