我国在能源方面面临的主要问题是能源的利用率低、及其导致的经济性差、环境污染严重等。有效地解决我国能源问题面临的现状有益于加强节能环保理念。我国工业余热按温度品位可分为高温、中温、低温三种。其中,中、高温余热回收技术相对成熟,对于150℃以下的低温余热资源由于余热利用技术和装备不足,不仅导致我国能源利用率低于落后发达国家,而且有超过50%的低温余热资源造成了环境污染。这反映出我国可回收利用余热资源较多、节能潜力大。低温余热的回收可以实现节能环保、经济收益等效益,但同时也是一个复杂的过程。而空气能热泵利用的是可再生能源空气,因此探索采用空气能热泵系统回收制药设备排放的低温余热。结合现有空气能热泵系统的研究来建立系统数学模型,通过模拟得出余热回收的最佳温度和风量的范围;并通过搭建余热回收系统试验平台的手段对模拟结果进行验证。主要研究内容如下:(1)分析冷凝、蒸发温度及过冷、过热对空气能热泵系统理论循环的影响,以及系统的实际循环过程。建立空气能热泵热水器系统的简化?分析模型,并在理论上比较使用(R22、R134a、R407C、R410A)四种工质时系统的?效率和?损失等,为后续系统的优化给出建议。(2)结合现有空气能热泵的研究,忽略系统管道内压降的影响,建立压缩机、冷凝器、蒸发器和电子膨胀阀等的简易数学模型,给出通过质量、能量及动量耦合的方法求解数学模型。(3)通过对数学模型求解,得到空气能热泵热水器回收余热的最佳温度和风量范围分别是45℃、4500m~3/h。并得到了在不同压缩机转速、冷凝温度、冷水进水温度及流量工况下空气能热泵热水器各动态性能参数。(4)通过搭建的试验平台,测试在不同余热温度和风量、冷水进水温度工况下空气能热泵热水器的运行性能参数,得到压比、排气温度、功耗、制热量及COP等实际的变化。通过对比模拟与试验值的误差,验证所建数学模型的正确性,有助于后续余热回收课题的进一步深入研究。