随着能源危机和环境污染等问题的进一步加深,人们越来越关注节能环保产品的应用研究,这促使传统的、高能耗的产品逐渐退出市场。为了解决北方冬季传统空气源热泵制热效率低、制热量不足等问题,本文针对餐厅厨房存在大量余热的情况,对热泵进行改进,使热泵有效的回收设备产生的余热,解决餐厅的热水和供暖需求。本文根据热泵机组的实际使用条件,确定冷凝器的冷凝温度和过冷度分别为63℃和3℃,蒸发器的蒸发温度和过热度分别为7℃和5℃,进而确定制冷剂R407c在各热力学工况下的焓值,计算出冷凝器的换热量为14.7kW,压缩机消耗功率为3.78kW,蒸发器换热量为10.91kW。根据计算结果对热泵机组的主要零部件进行选择,压缩机选用全封闭涡旋式压缩机,冷凝器选用镍白铜套管换热器,蒸发器选用钎焊板式换热器。同时为了更好的回收餐厅余热,提高热泵机组的制热效率和制热量,热泵机组采用双水路循环和多点余热采集的设计方案。热泵机组设计完成后,为了评价热泵机组的可靠性和工作性能,在焓差实验室对热泵机组分别在10℃、20℃和30℃环境温度下进行实验测试。实验表明在10℃、20℃和30℃环境温度下,热泵机组的COP分别1.33、2.71和3.05;热泵机组的制热量分别为4753W、10809W和14807W。此外,根据实验测得压缩机电流、压缩机排气温度等均在压缩机使用范围内,表明热泵机组能稳定运行。为了满足长春某餐厅供暖和生活热水的需求,首先根据餐厅的建筑结构和热水使用量计算出餐厅的热负荷为27447.78W,然后根据热负荷对该餐厅的热回收热泵热水系统进行设计。该餐厅的热泵热水系统主要由热泵机组和控制机组组成。针对餐厅在营业时间要求室内温度为20± 1℃,非营业时间室内温度不低于0℃的要求,热泵热水系统的控制逻辑以室内温度为目标:当室内温度低于设定值时,热泵热水系统开始供暖;室内温度高于设定值时,热泵热水系统停止供暖。通过实际应用测试表明,当室外平均温度为-11℃～-℃时,通过对比热泵热水系统与空调的供暖效果发现:热泵热水系统单独供暖时平均室内温度为19.2℃,空调单独供暖时平均室内温度为21.83℃,热泵热水系统可以代替空调供暖。同时热泵热水系统单独供暖比空调单独供暖平均每天节约电量为184.66kWh,与空调单独供暖相比平均节能率达到44.71%。当室外平均温度为-22℃～-12℃时,通过对比空调单独供暖和空调、热泵热水系统联合供暖的供暖效果发现:空调单独供暖时平均室内温度为19.61℃,空调、热泵热水系统联合供暖时平均室内温度为20.29℃。同时空调、热泵热水系统联合供暖比空调单独供暖平均每天节约电量为169.66kWh,与空调单独供暖相比平均节能率达到20.87%。空调单独供暖时,热泵热水系统只为餐厅提供热水。分别进行测试了在室外平均温度为-11℃～-1℃和-22℃～-12℃情况下,空调单独供暖时,对热泵热水系统的电表读数、水表读数等数据进行收集,根据测试数据得到热泵热水系统相对于电热水器的平均节能率为67.14%。本文测试了热泵热水系统从2018年2月1日到2018年4月15日的运行情况,测试期间室外温度的变化范围为-24℃～3℃,测试期间对热泵热水系统的电表读数、水表读数、热量表读数等数据进行收集,根据测试数据得到该餐厅热泵热水系统的平均能效比为2.56,单个热泵机组的平均制热量为11.12kW。经实际测试表明热回收热泵热水系统通过回收餐厅设备产生的余热,能够为餐厅提供热水并进行供暖,节能效果明显,针对余热回收的情况有广阔的应用前景。