空气源热泵热水器水箱加热动态特征及对水温分布的影响

采用COMSOL Multiphysics 5.4软件对热泵热水器水箱加热过程进行动态模拟,实测冷凝器表面温度并进行拟合作为水箱加热输入条件,并基于水箱平均温度及传感器温度的实验与仿真对比验证了模拟的可靠性。结果表明近壁面水受热向上自然对流,在顶部对冲后转沿中轴线向下流动;底部水受铜管冷凝器加热后向上流动。两股水流汇合后折向两边流向水箱壁面,在水箱两侧均形成上、下两个环流区域,使水温在水平和竖直两个方向均存在非均布现象:竖直方向水温上高下低分层,上下温差3~6℃;水平方向水温由壁面到中心先急剧降低后缓慢上升,近壁面存在0.005 m的温度边界层,边界层内温降超过5℃。研究结果可为热泵热水器水箱加热性能提升提供理论参考。

燃气热水器中保温罐容积对恒温性能影响的数值模拟

针对燃电混动燃气热水器中的保温罐部件,采用数值模拟与实验相协同的方法,研究了保温罐的容积设计对开机恒温和二次开水恒温性能的影响,分析得出了首次开机场景下保温罐容积越小,超调温度越大,升温较快;二次开水场景下,保温罐容积越小,超调温度越大,达到恒温所需要的时间更长,为燃气热水器中保温罐的设计提供了参考依据。

立面阳台式太阳能热水器的性能特性

以阳台平板太阳能热水器和全玻璃真空管太阳能热水器为对象,研究太阳能集热器南立面横排和竖排放置,自然循环和强制循环对系统热性能和水箱分层的影响。结果表明,对于立面阳台式全玻璃真空管太阳能热水器,集热器横排放置比竖排放置系统循环快,热效率提高12%。对于立面阳台式平板太阳能热水器,自然循环时无论是横排放置还是竖排放置,液体循环不流畅,系统热效率均小于30%;采用强制循环能有效改善循环状况,平均进出口温差稳定,系统热效率约为63%。

基于仿真的R417A热泵热水器蓄热水箱优化设计

采用FLUNT耦合显示求解器,对一个采用R417A工质的热泵热水器蓄热水箱内的速度场、温度场及热流密度分布进行了数值模拟,得出水箱内水温随机组运行时间的变化及各阶段水箱内温度场及速度场的整体分布情况,对产生水温明显分层和涡流等现象的原因进行了分析。结果显示,温度场与速度场相互耦合能促进水温分布的均匀性。通过试验验证了数值模拟结果的正确性,并提出蓄热水箱优化设计的建议。

往复加热型双水箱空气源热泵热水器试验研究

介绍了新型往复流动加热双水箱热泵热水器的组成与工作过程,研制了试验系统,测量了系统的基本性能。试验结果表明新系统在原理上是可行的。在相同加热时间内,该系统比恒温加热型加热水量提高29%,性能系数提高19%;在相同加热水量条件下,该系统与常规变温加热型的性能系数和加热时间基本相同,但储热性能优于后者,说明水箱内部采用的浮子卷套结构减少了冷热水混合不可逆损失。

热水器内胆焊缝热影响区缺陷分析

对热水器内胆进行水压测试时,水管环焊缝周边开裂是导致产品不合格的主要因素,给企业带来较大损失。以某品牌热水器内胆为研究对象,借助扫描电镜、金相显微镜和宏观观察等检测手段探讨并分析出现水压开裂的原因。研究表明,热影响区在焊接前受到塑性变形,易形成应力集中,存在摩尔形变储存能Es,在受到焊接热输入时,该处晶粒易发生再结晶并逐渐长大,形成粗大晶粒,导致水压测试时焊缝出现裂缝甚至断裂。

二氧化碳热泵热水器水箱温度对系统性能的影响

对于二氧化碳热泵热水器性能的提升,大部分研究主要关注压缩机效率、换热器效率的提升、膨胀机和喷射器的应用以及控制方式的优化,但关于水箱结构对系统的性能影响研究较少。普通水箱的应用对系统性能影响很大,特别是制取高温热水时,性能影响更大。另外,水箱的设计和制造也相对压缩机、换热器等主要部件的优化容易,成本也较低。本文试验测量了不同水箱温度条件下,二氧化碳热泵热水器的性能变化,通过分析提出了改善性能的方法。

水箱水温对CO_2热泵热水器性能影响的实验研究

通过实验对比研究了循环加热和一次加热热水时,水箱水温对CO2热泵热水器性能的影响。循环加热工况时,随着水温的升高,压缩机的进、排气压力逐渐升高,功耗增加;气体冷却器的CO2进、出口温度升高,内侧CO2和外侧水的温差逐渐减小,换热量减小;CO2热泵系统的COP下降。一次加热工况时,进水温度一定,系统的各项运行参数稳定,COP基本保持不变。以水温度17℃为例,系统COP在3.5左右,远远高于循环加热的COP。实验结果表明水箱水温对系统的性能有一定影响。根据实验结果提出了水箱结构改进方案,使气冷器入口水温稳定在较低水平,可有效提高系统的性能。

温和地区阳台壁挂式平板型太阳能热水器水量配比优化

基于温和地区9城市的典型气象数据,利用所建数学模型对阳台壁挂式平板型太阳能热水器的水量配比和太阳能保证率进行了计算,并讨论了方位角对水量配比的影响。结果显示,南向阳台壁挂式太阳能热水器春、夏、秋、冬4季和全年水量配比的取值范围分别为28~51、21~41、31~53、37~57和31~47 kg/m2。为便于应用,给出了南向阳台壁挂式太阳能热水器季均和年均水量配比与倾角间相关系数大于0.99的线性回归关系式。对于非南向阳台壁挂式太阳能热水器,季均和年均水量配比的方位角因子随方位角的增大而逐渐减小。倾角为60°~90°、方位角为10°~90°时,季均和年均水量配比的方位角因子分别位于0.57~1.00和0.72~1.00之间。方位角分别小于20°和30°时,方位角对冬季水量配比和春、夏、秋3季及年均水量配比的影响约为5%;方位角分别小于30°和40°时,方位角对上述水量配比的影响约为10%。进一步讨论发现,温和地区南向阳台壁挂式太阳能热水器的年均太阳能保证率位于0.55~0.70之间,推广应用潜力较大。

热泵热水器蓄热水箱的漏热损失分析

蓄热水箱作为热泵热水器机组的重要组成部分,它的设计是否合理直接关系到机组的能耗。本文对长方体形、圆柱形以及球形蓄热水箱进行分析,计算并比较了蓄热水箱的漏热损失值,同时讨论了不同外形水箱的结构变化对其漏热损失量的影响,这对今后同类产品选择合适的水箱提供了一定的指导作用。

分体式太阳能热水系统辅热模式的性能比较研究

针对阳台壁挂分体式太阳能热水系统,以太阳能保证率、经济性、用水舒适度和用水卫生状况为指标,比较分析了蓄热水箱电加热和用水终端燃气加热两种辅助加热模式对系统性能的影响,并在此基础上,提出了一种更为适宜的辅助加热运行模式。结果表明:相比较于蓄热水箱电加热模式,用水终端燃气加热模式的太阳能保证率提高了45.4%且年运行费用降低了40.73%;此外,用水终端燃气加热模式的出水温度稳定性更高,但其蓄热水箱存在滋生军团菌而影响用水卫生的隐患,建议定期在用水时段利用蓄水箱内置的电加热装置将水加热到60℃以确保水质卫生。

即热式热泵热水器水箱进水装置研制

介绍一种即热式热泵热水器水箱均流器的结构,利用有限元方法模拟验证水箱中加热管位置的合理性,分析6种设计流量下水箱的温度分布和热水输出率,并将其中5种流量下的模拟情况与测试数据进行对比。结果表明:采用均流器可以实现很好的分层效果,有效提升竖式水箱的热水输出率至80%以上;模拟结果与实际测试结果最大误差率在3%以内,模拟模型可以真实反映试验结果。

家用空气源热泵热水器性能研究

本研究选取佛山某家庭为对象,对家用空气源热泵热水器的运行性能进行了实测研究。在环境温度20℃的条件下,空气源热泵热水器的运行COP约1.94。结果表明:在实际应用中,与传统电加热相比,空气源热泵热水器具有良好的节能效果,但是由于受到使用条件、控制模式及用水规律等因素的影响,设备的性能优势未能充分发挥,存在"高效设备、低效运行"的现象。

昆明地区阳台壁挂式太阳能热水器的水量配比

利用所建立的数学模型,基于昆明典型气象数据,对应用在昆明地区的阳台壁挂式平板型太阳能热水器的水量配比进行了计算。按方位角为0°的计算结果显示,月均、季均和年均水量配比随倾角的增大逐渐减小。当方位角为10~90°时,3~9月与10~翌年2月,倾角60~90°所对应的月均水量配比的方位角因子分别为0.66~1.00与0.52~0.99。当方位角≤20°时,方位角对季均和年均水量配比的影响约为5%。春、夏、秋3季的水量配比和年均水量配比的方位角因子为0.73~1.00;冬季水量配比的方位角因子为0.58~0.99。当方位角≤50°时,春、夏、秋3季和年均水量配比的方位角因子为0.90~1.00;当方位角≤30°时,冬季水量配比的方位角因子为0.90~0.99;此时方位角对水量配比的影响小于10%。

热水器内胆水压疲劳试验开裂原因分析

某厂生产的热水器内胆,在进行水压疲劳试验时,多次发生直焊缝开裂漏水事件。通过对热水器内胆裂纹的检测与分析,结果表明,焊缝与基体夹角处存在较大应力集中是导致断裂产生的主要原因。

空气源热泵热水器性能优化实验研究

分别对空气源热泵热水器的V型蒸发器夹角,水箱的安装角度和蒸发器冷媒分流器安装角度进行优化对比研究,并测试了机组的性能参数。实验结果表明:当两换热面的夹角增大时,机组的性能参数也随之提高。当水箱的倾斜角度为45°时,热水的加热时间最短。当分流器的安装角度为15°时,机组的性能参数最佳。

热泵热水器蓄热水箱的数值模拟与结构优化

利用ANSYS数值模拟软件中的ICEM和FLUENT模块对静态加热式热泵热水器蓄热水箱内温度场和速度场进行了模拟计算,研究分析了不同的盘管直径及位置对水箱内部速度场与温度场的变化的影响,在此基础上提出了一个有关于冷凝盘管结构改进的优化方案。

基于发动机热负荷的汽车冷却系统建构及实证

为了得出发动机热负荷汽车冷却系统的构建方法;通过对轮系相关参数的推导,结合整车实际受力分析,提出水箱、冷却风扇及加热器的选型法则并进行了试验验证,也表明在整车开发中,发动机采用缸内直喷和分层燃烧等技术大大提高了发动机的效率;同时变速箱使用6速甚至7速自动变速箱,或无级变速等技术是需要关注的问题;对于在整车开发的前期准确定义汽车冷却系统零部件的性能指标,以及后续系统开发具有一定指导意义。

构件式无水箱太阳能热水器热性能实验研究

针对构件式无水箱太阳能热水器,设计实验方案对其热性能进行实验研究,具体包括集热效率、保温性能和防冻性能三个方面。实验结果表明:集热器在冬季典型测试工况下综合集热效率为50.5%;集热器水温在当地温差下温降为14.34℃,其中立管底部热损失最大;在寒冷、连续无有效辐照量且不开启电伴热的情况下,系统有一定结冰可能性,在开启电伴热情况下,可使集热器系统底部保持一定的不结冰温度。

基于KUKA机器人的电热水器内胆摘取系统的设计与研究

针对某电热水器生产车间自动化程度偏低以及工厂提出的自动化生产的需求,结合工业机器人以及工作劳动强度大的特点,提出了应用机器人来摘取内胆的自动化方案,并设计了基于KUKA机器人的电热水器内胆摘取的自动化系统。该系统应用PLC作为主控系统来控制机器人、悬挂链和生产线,并协调设备间的动作使之有序进行。该自动化系统已经在某电热水器生产车间运行。用机器人代替人工作业,提高了车间的生产效率,减少了用工成本,促进了工厂的自动化建设,达到了系统设计的预期目标。