一种小体积高效速热空气源热泵热水器实验,该文是关于实验研究大学毕业论文范文和热泵热水器和实验研究和空气源相关论文怎么撰写.
实验研究论文参考文献：
摘 要：本文介绍了种螺旋盘型内置换热盘管和水箱内部进水分流式导流罩结构,实现对水箱底部的冷水进行加热,降低水箱底部低温进水对水箱高温部分的影响,从而使水箱温度分布梯度更趋明显.在使用热水时机器启动可以针对水箱底部冷水进行快速加热.由于底部的冷水水量较少,因此加热时间可以缩短半左右,并且在低水温加热时,机组制热水能力和能效均处于整个加热过程的最佳状态.实验结果表明,系统能够快速稳定可靠的运行.
关键词：热泵热水器、空气源、冷凝器、最高水温、速热
Experimental study on a high efficient quick heating and all
volume air source heat pump water heater
Zhao MiSheng, Chen GuoFu, L/ JianGuo , L/u WeiFei,
(Gunngdong New Energy Technotogy Devetopment Co.,LTD, Guangzhou,510800)
ABSTRACT:This paper introduced a helix type tube heat exchanger and inlet water dispenser structure in thebottom of the water tank, in order to heat the cold water in the bottom and prevent the cold water to flow to thehigh temperature water in the upper part of the water tank, so that the water temperature distribution is moreobvious. The heat pump water heater starts to run, the cold water in the bottom of the tanks will be heatedquickly due to the fact that the cold water quantity is less in the bottom, and the heating time will be reduced byhalf, and the heat pump water heater will he high efficiency when heating the cold water during the heatingprocess. The tests he verified that the heating system is reliable and heating quickly.
Key words: Heat pump water heater; Air source; The condenser; Maximum water temperature; Ouick heatingwater
0引言
近年来随着空气源热泵技术的不断创新,综合成本不断降低,并且随着人们对节能减排意识的不断提高和工作的不断深入,建筑类工程购置空调时,就会更多地考虑到使用节能降耗设备.目前,在全世界范围的能源紧张局势,促进了以节能环保为主要特征的热泵热水器系列产品的应用,根据利用热源的不同,目前主要有空气源、地下水源、地热源等热泵热水器,其中又以空气源热泵应用最为广泛,相比于燃油、燃气和电热的热水装置,上述热泵热水装置的热利用效率高出3-4倍以上.
由于家庭用途的静态加热式的热泵系统中15至55℃加热过程能效比在标准工况下只能达到3.6至4.2之间,实际使用高温热水综合能效只能达到一次加热的75%,同时使系统经常处于高负荷状态运行,所以静态储热式热泵热水装置需要切合实际应用对水箱结构及系统进行设计.螺旋盘型的内置换热盘管和分流式导流罩这一方式的优点是：可以使水箱温度分布梯度更明显提高热水出水率,并且保证机组被加热的都是低温水从而提高机组综合制热量及能效比,实际应用中以43℃热水为主,在机组快速响应制热情况下等待时间大大缩短,减少整机的能耗,缺点是：螺旋盘型的内置换热盘管对比常规换热盘管加工复杂及加工效率低、加工成本偏高.
1系统简介
本项目涉及的关键技术之一就是高效速热技术.如下图所示,在水箱内胆中设置一块导流罩,此导流罩具有缓冲进水水速,自来水经冷水进管流入内胆后,经过导流罩后水从圆台侧面垂直缓缓流入到盘管上（若无导流罩,冷水将直接冲击到内胆中上部,扰乱热水按温度梯度分层的状态）,并使进入的冷水均匀的从导流罩的通孔中流出,与螺旋盘型换热盘管充分均匀的接触.内胆中水温梯度分层的原因是基于水的热胀冷缩效应,热水碰撞后密度减小,由于温差的存在会产生自然循环的动力,受热后的热水因水压力运动至水箱顶部,进入的冷水沉降在水箱底部,而顶部设置有热水出管,底部设置有加热的工质盘管,由于水在盘管中的换热过程十分复杂,除了冷水与盘管直接的导热换热之外还同时存在着热水与冷水的混合对流热交换,且水箱内水温的分布规律是上部温度较高,下部温度较低,所以较低位置的冷凝器,传热工质的饱和蒸汽温度越低,有利于获得更高传热温差,从而提升制热水效率,并增加了保温水箱内的平均储热量.因此,在结构上此设计方式是强化热交换并最大的发挥出内胆的加热水能力的必要条件,所产生的热水将由热水出管排出至用户使用端,机器下部传感器位于水箱15L液位高度（启动温度）.
2结果与分析
此方案系统在不同工况下进行两组测试验证,分别为静态式一次加热测试和模拟客户实际使用的相关参数测试.
2.1系统测试工况
在干球温度20℃、湿球温度15℃环境条件下,水箱中的冷水搅拌均匀稳定在15&plun;0.5℃,开机制热至水箱温度55&plun;0.5℃停机后将水箱进行搅拌确保水箱温度均匀( 3min),稳定后确保热水的平均温度在55&plun;0.5℃范围内.在此加热过程中,热泵系统所消耗的电量为Q,系统的性能系数COP为：
COP等于(T2-Tl)×1.163×V/Q
在标准工况条件下,使用1.5匹机器与110L容积水箱进行测试,分别测试了标况和模拟客户用水情况55℃下的COP值,分别为4.22w/w,通过上部传感器与下部传感器的温度控制提高机器换热效率及缩短加热时间.
2.2静态式一次加热测试
按国家标准工况测试,总热量：4200 Kcal,加热时间54min,COP:4.22W/W,耗电量：1.157 KVV／h水温15℃加热至55℃情况下曲线图表示水温加热时间趋势／过程制热量趋势/COP变化趋势.
2.3模拟用水测试
将制热水的效率称为制热效率,把热水实际使用的效率称为使用效率,当使用效率太低的时候,会冲抵掉相当大部分的总效率.
试举实例：广东花都某用户有一台1.5匹105L高效速热空气能热水机,水箱水温恒温于55℃,自来水进水温度15℃条件下,使用端以6L/min的43℃热水进行淋浴,平均以65L/人的用水量计算则用热量为1820Kcal,机组在热水使用3.5min后启动进行制热,人均用水时间llmin,用水加热过程以实时制热量5.8KW(静态式测试数据)对45L的15℃冷水进行加热温度提升至30℃,机组过程以平均COP≥6.OWW状态运行7.8min,在连续将水箱热水使用完后水箱的水温均保持在32 ℃（累计加热时间为20min）,继续将水温加热至45℃热量为1365Kcal耗时18min,继续将水温加热至55℃热量为241 5Kcal耗时13min,折合总热量为：4200 Kcal总耗时51 min,总耗电量：1.0KW/h
3总结
本研究选定螺旋盘型盘管冷凝器／水分流导流罩和低水位制热控制方式,研究客户实际使用情况及优势,可以得出以下实验结论：
1．在标准工况条件下测试机器的制热量／制热时间及能效结果为差异不大.
2．在模拟使用热水状态下,通过螺旋盘型盘管冷凝器及导流罩保证了水箱被加热的水均为自来水（冷水）,提高机组在低温自来水加热时间从而提高综合COP.
3．模拟用水测试,水箱的热水使用完后按人体淋浴舒适温度43℃,只需18min等待时间可再次供给100L以上热水,做到小体积大供给的热水器.
4．通过数据做到模拟用水测试的制热总耗时间比初次加热总耗时间短3min,并且耗电量比初次静态加热少0.207KW/h,换算得出结果：制热量高出319W,COP高出0.66W/W
5．在不同水温工况测试制热量及升温时间表明在低水温条件充分换热能提高整机的制热量及运行的综合COP.
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