往復加熱型雙水箱空氣源熱泵熱水器試驗研究

2010-04-03 張后雷 南京理工大學(xué)

　　介紹了新型往復流動(dòng)加熱雙水箱熱泵熱水器的組成與工作過(guò)程,研制了試驗系統,測量了系統的基本性能。試驗結果表明新系統在原理上是可行的。在相同加熱時(shí)間內,該系統比恒溫加熱型加熱水量提高29% ,性能系數提高19%; 在相同加熱水量條件下,該系統與常規變溫加熱型的性能系數和加熱時(shí)間基本相同,但儲熱性能優(yōu)于后者,說(shuō)明水箱內部采用的浮子卷套結構減少了冷熱水混合不可逆損失。

1、前言

　　空氣源熱泵熱水器因其在節能方面的優(yōu)越性引起了國內外的普遍重視[1、2] 。根據水加熱過(guò)程中熱泵系統冷凝溫度是否變化將熱泵熱水器分為恒溫加熱型和變溫加熱型。恒溫加熱型冷水流經(jīng)冷凝器至出口直接被加熱至設定溫度,得到的熱水可直接使用或送入水箱中儲存,其特點(diǎn)是可實(shí)時(shí)供熱水,但冷凝溫度由設定溫度決定且保持不變、性能系數低;變溫加熱型的水在冷凝器水箱中被逐漸加熱至設定溫度,其特點(diǎn)是冷凝溫度在加熱過(guò)程中逐漸升高、平均性能系數較高、加熱時(shí)間較長(cháng),變溫加熱型根據被加熱水是否流動(dòng)可分為靜態(tài)加熱和流動(dòng)加熱[3～5] 。靜態(tài)加熱過(guò)程的換熱系數小,流動(dòng)加熱過(guò)程的換熱系數大,在同樣換熱量和換熱溫差條件下,前者需要更大的冷凝器換熱面積。

　　有水箱的流動(dòng)加熱型熱泵熱水器在運行過(guò)程(加熱過(guò)程或補冷水、供熱水過(guò)程)中存在冷熱水混合不可逆損失,為減少此損失,同時(shí)減小加熱時(shí)間或用戶(hù)等待時(shí)間,文獻[6]提出了一種基于往復流動(dòng)加熱的變溫加熱型雙水箱熱泵熱水器系統作模式,本文將介紹該系統的組成與工作過(guò)程,通過(guò)試驗測定其基本性能并和常規系統進(jìn)行比較分析。

5、結論

　　(1)連續運行的往復加熱型雙水箱熱泵熱水器系統方案在原理上是可行的;

　　(2) 在相同加熱時(shí)間內,往復加熱型比恒溫加熱型加熱水量提高29%,性能系數提高19%,在相同加熱水量條件下,往復加熱型與常規變溫加熱型的性能系數和加熱時(shí)間基本相同;

　　(3)往復加熱型供熱水過(guò)程性能優(yōu)于常規變溫加熱型,說(shuō)明水箱內部浮子卷套結構有助于減少冷熱水混合不可逆損失。

　　本文旨在從原理上驗證往復加熱型雙水箱熱泵熱水器方案的可行性,由于試驗裝置未經(jīng)優(yōu)化,試驗結果僅具有相對比較意義,不宜將所測數據直接與經(jīng)過(guò)優(yōu)化的商用常規熱泵熱水器進(jìn)行比較。事實(shí)上目前的試驗系統還存在有待改進(jìn)之處,如浮子卷套結構及外部保溫尚不完善,管殼式冷凝器和連接管路余隙容積較大,往復流動(dòng)周期和各部件匹配也需要優(yōu)化等。

參考文獻

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