家用空气源热泵热水器微通道冷凝器仿真研究

为提升家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的性能,建立了家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的准稳态模型,实验验证结果显示模型误差能控制在±9%以内。依据模型对微通道冷凝器的换热量、换热系数、压降等性能进行仿真研究。结果发现,微通道冷凝器为四流程时能够减小压降并保证换热量满足需要;关键参数微通道截面的最佳尺寸在1.6~2.6 mm^(2)系统性能最优,同时扁管内微通道数应控制在16~24根。研究结果为家用空气源热泵热水器微通道冷凝器的设计提供借鉴。

风机转速对CO_(2)空气源热泵热水器性能影响的试验研究

为了定量探究CO_(2)空气源热泵热水器系统性能随风机转速的变化规律,通过试验研究了不同工况下,改变风机转速对排气压力、过热度、CO_(2)质量流量、系统制热量、系统总功耗以及制热性能系数COP的影响;利用响应曲面法对试验进行了优化分析,同时利用试验数据拟合了COP回归模型,并进行可信度分析;通过回归模型预测了系统的最优运行工况并进行试验验证。结果表明:在压缩机频率和电子膨胀阀(EEV)开度一定的情况下,存在着最佳风机转速;在45~85 Hz范围内,随着压缩机频率的提高,COP先增大后减小,增幅最高可达8.97%,各频率下COP最大时对应的最佳风机转速不断减小;随着EEV开度在35%~55%范围内不断增大,COP先增大后减小,增幅可达到6.6%,各EEV开度下COP最大时对应的最佳风机转速不断增大;当压缩机频率为65 Hz、EEV开度为50%时,对应的最佳风机转速为1000 r/min,系统COP达到峰值(4.09)。本文所拟合的COP回归模型最大误差为4.5%;预测系统最优运行工况为:压缩机频率68 Hz、EEV开度52%、风机转速956 r/min,此时系统COP最大,可达到4.29,预测误差为3.7%。本研究可为CO_(2)空气源热泵热水器系统保持高效运行提供理论指导。

热泵热水器不锈钢内胆激光焊接工艺应用研究

通过工艺实验研究可调环模激光焊接方法应用于热泵热水器不锈钢水箱内胆焊接可行性,在不改变现有内胆制造过程的前提下,提出一套适应热泵热水器不锈钢内胆的激光焊接工艺,提高热泵热水器不锈钢内胆焊接效率和焊接质量。经验证采用可调环模激光焊接方法,正离焦量为20 mm,外环激光能量占比达到30%时,可满足热泵热水器不锈钢水箱内胆可靠稳定焊接。增加反射预热板,可有效改善焊缝成形,提高激光能量利用率。

5HP商用热泵热水器中压缩机的小型化

商用热泵热水器具有节能环保、高能效等优点,近年来其市场发展迅速。对5HP商用热泵热水器用压缩机的市场占比进行分析,对比转子式压缩机和涡旋压缩机的性能特点,发现转子式压缩机具有高性能、高可靠性、低成本等优点。同时对转子压缩机小型化的关键技术进行研究,分别对电机、供油和泵体强度进行优化设计。对采用上海海立电器有限公司制造的5HP压缩机的商用热泵热水器系统进行试验分析。结果表明,热泵热水器系统在名义工况下的性能可以达到产品要求。

R744混合工质热泵热水器系统性能研究

为了寻找用于热泵热水器的低GWP替代工质,构建了基于EES软件的热泵热水器系统性能预测模型,并对其可靠性进行了验证。通过对比分析循环性能,理论评价了6组R744环保混合工质在直热式热泵热水器中替代R22的可行性。结果表明:工质浓度对R744混合工质热泵热水器的循环性能具有显著的影响,且所有R744混合工质均存在最优质量浓度使其系统分别获得最大COP_(th);相比于R22系统,R744/R290和R744/R1270系统在最优质量浓度14/86下均获得了显著提升的COP_(th)和制热量以及较低的排气温度,因此R744/R290(14/86)和R744/R1270(14/86)在直热式热泵热水器中均具有显著的替代优势;其余4组混合工质均不适宜在直热式热泵热水器中作为替代工质。本研究拓宽了热泵热水器用环保工质的选择范围,并为其工质替代提供参考依据。

热泵热水器欧盟能效标识及生态设计指令解读

欧盟是我国热泵热水器产品主要的出口地之一,在欧盟出口和销售的热泵热水器产品要求强制加贴能效标识并应满足生态设计指令要求。为了使相关人员理解热泵热水器的能效标识以及生态设计指令相关要求,本文通过分类、归纳总结、对比,分析热泵热水器能效标识相关参数的确定、生态设计要求、市场监督要求,以及我国相关标准与欧盟的差异。

跨临界CO_(2)空气源热泵热水器性能研究

为进一步研究CO_(2)空气源热泵的系统性能,文中以跨临界CO_(2)热泵热水器为研究对象,实验分析压缩机频率、排气压力和水流量对系统性能的影响,以及气冷器入口参数对气冷器螺旋盘管沿程换热的影响。结果表明:随着水流量的增加,压缩机功率、压比以及水侧出口温度都呈下降趋势,而系统制热性能系数(COP)呈上升趋势,由于CO_(2)在放热过程中存在温度滑移现象,因此随着排气压力的升高,其气冷器出口焓值出现显著变化,系统COP、水侧出口温度以及系统制热量呈先上升后下降的趋势。为保证生活热水需求和较高的系统性能,选择了系统COP与水侧出口温度交点所对应的水流量为最佳水流量。研究发现气冷器螺旋槽管换热系数峰值的变化与雷诺数的变化成正比、与入口压力的变化成反比,提高质量流量有利于气冷器的换热性能。

CO_(2)热泵热水器燃气冷却器的设计与试验研究

CO_(2)是天然制冷剂,可将冷水加热至90℃,高于氢氟烃热泵热水器的加热温度,CO_(2)热泵热水器的应用潜力巨大。该研究设计了一套CO_(2)跨临界循环热泵热水器系统,并对其中的气体冷却器进行试验。试验结果显示,增加气体冷却器的水流量可以降低出口温度并提高系统的性能系数(COPh)。然而,增加气冷器出水温度会降低系统的节能效果。此外,试验还发现提高水流量并不能明显提高换热系数。综上所述,该气体冷却器能够满足跨临界CO_(2)循环热泵热水器的需求。该研究对CO_(2)热泵热水器的应用具有重要的指导价值。

热泵热水器换热器表面积灰对性能的影响及化霜除尘验证

研究表明,一套名义制热量为3.2 kW的空气能热泵热水器在人员流动较多且湿度偏高区域安装使用3年后,外侧换热器脏堵面积超过80%,风量衰减46.16%,名义制热工况蒸发温度降低了3.6℃,制热能力衰减了9.3%,能效衰减13.5%,能效等级从一级衰减到三级。该换热器迎风面的脏堵覆盖物质主要由灰尘和织物纤维组成,覆盖物上层蓬松,下层密实。通过热泵结霜化霜试验,验证除尘情况,试验结果表明,结霜化霜并不能有效去除该换热器脏堵物质,采用手工刷除才可彻底清除,使其性能恢复到出厂设计水平。

风机换向控制对空气源热泵热水器低温结霜工况性能的影响

空气源热泵热水器的室外机在低温高湿环境下制热运行容易结霜,多排管换热器表现为换热器迎风面结霜严重而背风面几乎无霜,降低了换热效率。本文以一套名义制热量为7.2 kW的静态加热式空气源热泵热水器为研究对象,通过改变风机运转方向,使换热器两面结霜,有效改善了换热器内外表面结霜的厚度,利用结霜初始阶段的换热强化时段提升运行过程的蒸发温度和冷凝温度,使得机组在低温结霜工况下平均制热量提升250 W,性能系数提升5.7%,耗电量减少5.0%,加热时长缩短9 min。

中高温热泵热水器新工质TJR01循环性能分析

为了研究新工质TJR01的性能,对TJR01和R22两种工质的基本物性进行了分析,并把充灌TJR01的热泵热水器机组放在房间热平衡室内进行实验.通过改变室外环境温度、进水温度和出水温度来研究TJR01在空气源热泵热水器上的循环性能和排气压力.结果表明,TJR01可灌注式替代R22;当环境温度为(21.8±0.3)℃、进水温度为(14.2±0.4)℃,排气压力在R22压缩机的正常工作压力范围内时,灌注TJR01的热泵热水器可产生60℃的热水,且其循环性能大于3.2.

家用空气热泵热水器的能力能效实验测试研究

通过实验测试-15℃~20℃环温区间各工况下家用分体式静态加热空气源热泵热水器的制热表现,选用的机型为适合北方大部分区域的带增焓功能的变频热泵热水器,额定制热量为3.5kw,配200L容量水箱(热水适用人数3-4人),最终得到了热泵热水器发热制热量及能效系数在不同环温或者同一环温不同水温加热段的变化曲线,并分析对比了2种常规冷凝绕管方案(双铜管及微通道)的制热表现差异特性。实验测试表明:名义工况下2种冷凝绕管方案制热量均达到3.5kw,约2.5小时可加热整灌水,微通道在能效方面更优,实测为4.43W/W,而双铜管则为4.34w/w;在7℃环温工况,得益于压机升频调节及开启增焓功能,两种冷凝绕管水箱制热均实现无衰减制热,实测分别为3.76kw及3.70kw;在2℃环温工况,因湿度大易结霜,加热过程除霜3次,两种冷凝绕管水箱制热量开始衰减,实测分别为3.02kw及2.81kw,衰减了13.8%及19.8%;2℃环温以下工况,微通道的制热量及能效系数均大于双铜管,且温度越低,差距越大;在-15℃低环温工况,两种冷凝绕管水箱制热量实测分别达到2.51kw及2.14kw,仍保持额定制热量的71.7%及61.1%,此时,微通道加热整灌水时长约为3.6小时,在白天11点到16点环温较高时段运行,是能满足日常热水需求的。

适用于低温工况的空气源热泵热水器研究现状

CO2热泵热水器、双级压缩热泵热水器和复叠式热泵热水器均具有良好的低温适应性,可以较好解决普通单级热泵热水器在低温环境下无法稳定有效运行的问题。本文通过归纳总结这3种热泵系统国内外研究现状,详细分析各自的优点以及主要发展制约因素,并提出今后的研究与发展方向,为进一步的研究提供参考依据。

直膨式太阳能热泵热水器热力性能分析及优化设计

针对"直膨式太阳能热泵热水器"750W实验样机(系统A)进行了过渡季节运行工况下的实验研究,根据实验数据计算出系统供热性能系数、太阳集热效率和各主要部件的有效能损失系数以及系统的有效能效率等热力学指标,对各部件可加以完善的潜力做了量化分析,为整套系统的进一步优化设计提供参考。根据分析结果,研制了小型化400W实验样机(系统B)并加以实验验证。通过对比分析发现,两套系统各主要部件的有效能损失以压缩机(其有效能损失系数,系统A为40%,系统B为34%)和太阳集热/蒸发器(其有效能损失系数,系统A为21%,系统B为37%)为最大,然后依次是冷凝器(其有效能损失系数,系统A为11%,系统B为8%)和热力膨胀阀(其有效能损失系数,系统A和系统B均为5%)。因此,压缩机的合理选配、集热器的优化设计是提高太阳能热泵热水器性能的关键。

相变储热型热泵热水器的设计及实验研究

介绍了一种具有相变储热功能的热泵型热水器,阐述了其结构、原理。利用相变材料放出潜热提高进水温度,在不需用热水时,压缩机不必停机从而加热融化相变材料以储存热量。依据设计方案,制作实验样机,并进行初步测试,实验结果表明了该方案的可行性和优越性。此外,通过与其它类型热水器的对比分析,展示了其经济优越性。

直膨式太阳能热泵热水器运行特性的实验研究

本文针对自行设计、建造的“直膨式太阳能热泵热水器”实验样机进行了春季运行工况下的实验研究,并对其运行特性进行了详尽的分析．实验结果表明,在环境温度均值20．6℃、太阳辐射强度均值954．59 W／m2的室外气象条件下,将150升水从13．4℃加热到50．5℃只需要94分钟,热泵供热性能系数达到6．61．即使在环境温度为17．1℃的雨夜天气,热泵性能系数仍能够达到3．11．通过对典型工况下太阳能集热板的集热效率和过热度进行分析发现,如果用电子膨胀阀取代热力膨胀阀对供液量进行实时调节,可以进一步提高热泵的性能系数和系统运行的稳定性．

热泵热水器用相变蓄热材料的性能研究

为选择最合适的蓄热材料用于蓄热型热泵热水器,对三水醋酸钠(CH3COONa.3H2O)和石蜡的蓄热性能进行比较。研究采用添加增稠剂和成核剂,防止三水醋酸钠(CH3COONa.3H2O)的过冷与相分离;在石蜡内添加膨胀石墨,复合相变材料的储(放)热时间比石蜡的大幅度减少。在复叠式热泵热水器中,以75%石蜡+25%膨胀石墨作为蓄热材料,其储热时间为152min,放热时间为20min。

吸气喷液对空气源热泵热水器性能的影响

通过对采用吸气喷液的热泵热水器循环过程进行理论分析,建立了压缩机吸气温度、排气温度、机组制热量、功耗及能效比等性能参数与吸气喷液量的关系,研究了不同喷液量对机组性能参数的影响.试验分析了不同运行工况下,吸气喷液引起的热泵热水器性能参数变化趋势,并与计算结果进行了对比分析.研究表明:采用吸气喷液对降低压缩机排气温度具有比较明显的效果,但同时也降低了机组制热量和能效比,提高了功耗;喷液量比例应该控制在5%以下;吸气喷液对于热泵热水器在低环境温度下运行具有较好的综合效果;在环境温度低于20℃运行时,采用吸气喷液可以降低压缩机排气温度10℃以上,机组制热量下降幅度小于5%,功耗上升幅度小于1.5%,能效比降低幅度低于7%.

充注量对小型热泵热水器性能影响的实验及分析

为了研究制冷剂充注量对小型空气源热泵热水器性能的影响,进行了不同充注量实验.根据实验数据分析了充注量的变化对加热时间、系统运行最大功率以及对蒸发压力、冷凝压力和系统性能系数(COP)等的影响.同时结合热力膨胀阀与蒸发器特性,分析充注量对系统稳定性的影响,提出了一个判断系统最佳充注量依据.比较了充注量变化对系统性能参数影响的敏感程度.研究结果可为小型热泵热水器的优化运行提供指导.

CO_2热泵热水器充注量确定及系统实验研究

设计搭建蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试实验台,采用额定工况法理论计算系统充注量,实验研究充注量对系统性能的影响并确定系统最佳充注量.在最佳充注量下,实验研究节流阀开度和气冷器水流量的变化对系统性能的影响.结果表明,充注量的变化对排气压力、性能系数COP影响最大,对蒸发压力影响很小;节流阀开度过小会提高系统高压压力,增加系统能耗,而对产热水温度提升不大;只有气冷器水流量适中时,系统才能在较高的COP时提供温度满足使用要求的热水.