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。

采用电子膨胀阀和毛细管的空气源热泵热水器性能对比实验研究

为研究不同节流方式对空气源热泵热水器性能的影响,分别以毛细管(CAP)和电子膨胀阀(EEV)作为节流元件研制了样机,通过实验对比研究其运行特征。结果表明:CAP系统的吸气过热度能稳定在1℃左右;CAP系统的排气温度相对更低,约比EEV系统低15℃;加热同样一箱水,CAP系统的制热速度更快;EEV系统的COP和全年性能系数(APF)均高于CAP系统,但在名义工况下CAP系统具有与EEV系统相当的制热COP。综合考虑制热性能及初投资等因素,可根据需要优先采用毛细管作为节流装置。

燃气热水器火排燃烧点火与传火特性数值模拟

目前燃气热水器只能在特定负荷下点火,开机恒温时间较长,用户使用体验不佳。基于Fluent软件,应用Realizable k-ε湍流模型、涡耗散概念燃烧模型、DO辐射模型及电火花点火模型,采用分段建模的方法对燃气热水器火排燃烧进行了数值模拟,发现火排片内部存在较大旋涡,燃气和一次空气预混效果较好;但在火排片间有明显的低温区,火焰高度差异较大,火焰稳定性较差,影响了任意负荷点火的成功率。进一步对火排燃烧器进行结构优化研究,发现采用两端点火模式,火焰的稳定时间减少32%;安装钝体和侧挡板后,在燃烧室内产生局部回流,提高了燃烧的稳定性,火焰的稳定时间相比原始结构减少16%以上,火焰高度更加均匀。研究结果对燃气热水器火排燃烧器的技术改进提供了参考。

几种家用大功率负荷精细化建模研究

该文基于家用负荷的物理模型、用户的使用习惯和用户的舒适度要求,提出了家用大功率负荷的精细化建模方法,该方法可应用于家庭能量管理系统,具有良好的应用前景。首先,建立考虑电热水器负荷的精细化热力学动态模型,考虑气温、墙体等因素的空调房间的精细化热力学动态模型和电动汽车负荷的精细化储能模型;然后,建立这三种负荷的精细化控制模型,通过自定义家庭算例将不同个性化的精细化参数模型对比分析。MATLAB仿真结果表明,该文建立的精细化动态模型能够准确描述用户的用电规律,对用户积极参与到电力系统需求响应中去起到促进作用。

固-液相变材料在热水器中的应用综述

梳理了应用于热水器的固-液相变材料在稳定性、传热效率和光热转化效率三方面的性能优化研究及其在热水器中的应用研究进展,并对蓄热式热水器的发展方向提出了建议和展望。研究表明,国内外对于相变材料在热水器中的应用研究多集中于蓄热材料性能提升(蓄热能力、热导率、稳定性)及应用效果和效率提升方面,材料应用位置多见于热水器系统的水箱、蓄热器或集热器中,填充材料以石蜡居多。固-液相变材料的添加能够显著提升热水器性能,缩短加热时间,提升节能效果。但作为应用研究较少将应用成本纳入评价体系,仍需进一步结合相变材料的应用场景和经济性开展多目标综合评价研究,从而推动新型材料在热水器中的应用和推广。

基于CFD的双胆单管电热水器的上下胆温差优化分析

双胆单管热水器因其独特的双胆结构,实现了体积小、成本低的优点,但由于加热管仅存在于下胆内,因此上下胆在加热时存在温差,出水温度的稳定性和效率成为了目前双胆单管热水器研究的热点问题。为研究双胆热水器在单管加热时的温度传导问题,对不同连通管直径、不同连通管长度工况下热水器加热情况进行模拟,研究了双胆中间截面处的温度场变化,分析了上下胆温差的变化规律,为改善双胆单管热水器的结构提供指导。

基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计

针对市场上的部分太阳能热水器功能简单、运行繁琐、管理不方便等的问题,研制了一款比较智能的太阳能热水器,实现了温度、水位和时钟实时显示以及自动加热和上水功能。

面向新型电力负荷管理的混杂负荷集群协同管控

针对新型电力负荷管理中负荷协同控制问题,提出了面向新型电力负荷管理的混杂集群协同管控方法。以空调和电热水器混杂负荷集群为控制对象,分析了空调和电热水器负荷的物理和响应特性,分别建立了适用于空调和电热水器的聚合控制模型。基于空调和电热水器负荷的聚合响应特性,利用电热水器负荷和空调负荷响应特性上的优势和互补特性,构建了空调集群和电热水器集群的协同管控模型,控制大量负荷输出稳定响应。最后,设置不同的清洁能源发电场景,基于上述算法对清洁能源出力进行跟踪仿真,结果表明所提负荷集群协同算法在不同场景下的跟踪误差都控制在±0.04%之内,验证了该算法的有效性。

某核电厂低压给水加热器隔离问题分析及处理

某核电厂发生低压给水加热器隔离问题,对隔离问题进行了原因分析,确定疏水不畅为隔离问题发生的主因。根据现场设备管道的实际情况,制定切实可行的处理方案,增加了延时滤波、调整加热器隔离液位、增设危急疏水管等,经过实际调试及运行验证,证明了处理措施的有效性。

全玻璃真空管型太阳能热水器在嘉兴地区节能量与减排量分析

为评估太阳能热水器对“双碳”战略的贡献,减少对化石燃料的依赖,推动能源结构的优化和转型升级,在嘉兴地区通过对全玻璃真空管型太阳能热水器在实际使用工况下进行热性能测试分析.试验结果表明:在实际使用工况下,环境温度和辐照量是影响太阳能热水器日有用得热量的重要因素;78和75管间距的年节能量分别为451.87 kWh/(m^(2)·a)、467.46 kWh/(m^(2)·a),CO_(2)年减排量分别为338.9 kg/(m^(2)·a)、350.6 kg/(m^(2)·a),经估算2021年太阳能光热利用CO_(2)减排量约占全国碳排放总量的12.6%.

《小体积强排式家用燃气快速热水器评价技术规范》团体标准解读

由于当前家居环境中厨卫空间有限,小体积燃气快速热水器发展迅猛,而产品的小型化发展对产品本身的安全性与易用性产生了新的挑战。团体标准《小体积强排式家用燃气快速热水器评价技术规范》,从用户使用环境条件,结合用户实际使用体验角度,规定了小体积强排式家用燃气快速热水器的使用性能及安全性能的相关技术要求和试验方法。本文对该标准的标准构架、制定思路及核心指标等重点内容进行了详细阐述与解读,以期相关从业人员能更好地理解标准,增强标准的宣贯效果。

锅炉给水加热器腐蚀泄漏原因分析及防范措施

锅炉给水加热器产生腐蚀泄漏会严重危害其正常运行,甚至威胁操作人员的人身安全,给重大生产事故的发生埋下隐患。文章对给水加热器腐蚀现象形成的原因进行了分析,发现主要是溶解氧腐蚀、CO_(2)腐蚀以及垢下腐蚀的相互促进作用造成的腐蚀穿孔,并简要分析了腐蚀产生的危害以及后期相应的防范措施,为避免或减少设备再次腐蚀提供一定依据。

一款改进的家用热回收空调热力性能实验研究

为提高家用空调器利用率并节能减排,通过改进得到一款具有制冷、供暖、全天候供热水和冷凝热回收制取热水四种功能的热回收空调器。热力性能实验结果表明,改进后的热回收空调器各模式运行可靠,节能效果显著。

燃气热水器循环水泵降噪研究

本文为了降低零冷水燃气热水器循环水泵噪音,首先采用编织管对管路振动以及水路振动的影响进行研究,研究发现编织管水泵振动具有较好的减弱效果;其次,设计一款多弯头管路与阻抗复合式消声器的组合降噪方案,通过将该组合降噪方案安装到燃气热水器上进行噪音测试,发现该管路方案在不影响循环流量的情况下,可将水泵工作时的整机噪声由原方案的51.8 dB(A)降至38.5 dB(A),可以有效地降低振动由水泵传递到水箱,从而减少水泵在运行时所产生的整机噪音。

燃气热水器冷凝水生成原理与防止方案的探究

非冷凝强鼓式燃气热水器在小负荷运行过程中,容易在热交换器内部生成冷凝水,并对热水器的热交换器寿命造成影响,本文从理论上分析了燃气热水器产生冷凝水的原理,对影响冷凝水生成的因子:排烟温度、烟气露点温度、室温、热负荷进行实验分析,测试探索冷凝水生成的临界点,并提出防止冷凝水生成的解决方案,对非冷凝强鼓燃气热水器产品设计开发和可靠性验证具有指导意义。

基于跌落仿真的热水器变形及问题改善

热水器产品在出厂前需要通过跌落测试等破坏性验证,以模拟产品在装卸运输过程中的跌落情况。文中以某热水器跌落产生的面壳和底壳的错位变形为例,对热水器进行了6面12棱8角共26个工况的仿真计算。通过对跌落后面底错位位移的分析,找出跌落错位最严重的工况。并以最严重的几个工况为例,判断出面底错位的原因为面盖挂钩设计不合理。通过对挂钩结构的修改,并打样验证,解决了该问题。通过对跌落过程实现仿真可视化,可以更直接地找到跌落失效的具体原因,该方法减少了方案验证的次数,缩短了研发周期,具有很好的推广价值。

基于系统回归模型的真空镀膜设备液冷加热盘设计方法研究

晶圆加热盘的设计有两大核心性能指标:工作面温度均匀性和控温能力,晶圆加热盘在设计定型前需要经过多次仿真迭代与测试验证,以确定产品性能满足设计需求。本研究基于有限元计算与系统回归模型,精准预测加热器实际所需长度、功率密度以及对应排布方案,以温度均匀性为优化目标,获取最优设计方案。经不同方案验证,该模型的精度在98%以上,可显著提升加热盘设计效率,为人工智能在加热盘设计领域的应用提供可能性。此外,基于传热学理论,提出了一种加热盘控温能力的设计方法,通过一维计算的方式,为加热盘控温能力的优化设计起到了指导作用。

燃气热水器上智能浴控器的研究与应用

由于燃气热水器不可安装于浴室中,调温难是用户的痛点之一:特别是给零冷水燃气热水器的预热巡航功能下发启动指令的时候,如果能够在浴室操作就十分方便,目前行业已经有许多燃气热水器用的智能浴控器方案,使燃气热水器操控可以实现远程操控,但由于家庭干扰因素较多,部分产品通讯受限。本文基于针对燃气热水器浴室中使用智能浴控器需有低功耗、远距离、抗干扰的要求,探讨天线选型、天线结构、天线安装位置等对无线通讯距离的影响。通过选择合理的天线结构、优化天线安装位置,实现了在普通家庭环境中出现干扰因素下的远距离低功耗传输,对行业进行智能浴控器设计有指导意义,解决了用户在使用终端的调温需求,以提升产品的自身竞争力。

燃气快速热水器质量分级方法和标准研究

技术的发展带来了新品的迅速迭代,也为消费者的选购带来了困难等。本文介绍了国内外燃气快速热水器质量分级的方法和技术标准,提出了基于用户在沐浴场景下所关注的性能指标的一种产品质量分级方法,并介绍了形成的评价标准,可为消费者选购高质量产品提供帮助,同时也为企业在开发满足消费者需求的新品、技术研究、新品推广等方面提供指引。