热泵热水器复合系统的实验研究

热泵热水器复合系统的实验研究热泵热水器复合系统的实验研究摘要：本文主要研究的是了新型热泵热水器复合系统，介绍了他的组成和原理，并通过实验研究了其在不同工况下的工作性能。结果表明，系统总能效比的最大值是11.03，而最低为4.25，平均值为7.532的复合模式。对制冷量的性能指数和运行特性的动态变化，系统的功率消耗，加热能力和吸、排气温度和压力，以及它们对系统的运行进行了讨论和分析的影响。关键词：冷凝热回收的热泵热水器 空调 节能 1.引言热泵热水器的复合系统是热泵空调与热泵热水相结合的复合设备。它提供全年的生活热水，这是通过在夏天的冷凝热回收，同时减少热污染和对人们居环境的改善。此外，热泵热水器的复合系统两种设备的常规热泵空调和热泵热水器相比，配电负荷和费用由降低一半，避免增加容量为代价的需要。这款空调满足了空调、供暖和生活用水的需求，还大大地节省了空间。因此，热泵热水器的复合系统是具有广阔的市场前景。 近几年有国内外许多学者对已经开发的热泵热水器有深入的研究。 1 改变了传统的家用空调，空气源热泵热水器和开发的实验研究。 2 应用数学模拟在稳态空调热水复合机。墨里森G L 3,4 对每个冷凝器的空气源热泵热水器使用评级与热泵热水器的实验方法，与热水器的制冷和除湿的功能。高 5 分析两类双U型管线圈的性能，结果表明L式换热的热效应是优于其他类型的换热器。 6 出现了不同的特征在热泵热水器，在一个模拟坦克八冷凝器进行了测试实验，对U式换热性能优于其他类型的研究。斯隆 7 开发的翅片管冷凝器。吉杰 8 等，中国科技大学，做了性能仿真和开发上采用桶浸入式线圈水冷换热器一体机的实验研究。江惠民 9 ，哈尔滨工业大学，提出了一种节能型空调热水供应，开发经营和热水供应的特点分别热水供应的情况下，没有热水供应的实验研究。李淑红 10 东南大学，提出了复合型空调热泵热水器与管式水冷换热器，并在热水模式性能试验。江乐 11 中南大学，提出了一种新的控制方式的空调热水一体机，并进行了实验研究。一种新型热水器，冷却系统，采暖，空调和热水提出了实验研究，并对系统的性能开发。2.系统基本原理对热泵热水器的复合系统进行介绍，在四种模式包括单制冷模式操作，单一的加热方式，单一的水加热，冷却和水加热模式。机组由压缩机，室内和室外空气换热器，热回收器（水管换热器管），节流部件和辅助阀门。对热泵热水器的复合系统的示意图如图1所示。 图1。空气空调的热水冷却，加热复合系统示图1.压缩机 2.双重管热回收器 3.室外换热器 4,5.毛细管 6.室内热交换器7，8.四通阀 10,13,16.逆止阀 11,15.干燥过滤器 12.电磁阀 9，14.电磁阀 12，17.气液分离器 18,21.止回阀 20.压力控制器。A.复合系统的运行模式 当机组运行在单一的冷却方式时，电磁阀11关闭，电磁阀12打开。制冷剂流量如下，高温高压蒸汽被压缩机压缩阀2和3通过四种途径进入室外换热器5将热与室外空气逐渐被冷凝成液体。然后通过逆止阀6，干燥过滤器、电磁阀，高压液体进入毛细管和节流。最后，在较低的温度和压力的湿蒸气进入室内换热器生产冷能吸收室内空气热能。当系统获得冷量的制冷剂的叶子，室内换热器作为一种较干燥的蒸汽，然后通过四通阀和气液分离器返回到压缩机，最后完成制冷循。当机组在制热模式下运行时，电磁阀11打开，电磁阀12关闭。高温高压蒸汽被压缩机压缩至四通阀进入室内换热器传热与室内空气逐渐凝结成液体，然后通过逆止阀8，干燥过滤器、电磁阀高压液体进入毛细管和节流，最后在较低的温度和压力的湿蒸气进入室外换热换热器吸收室外空气热能。吸收热能制冷剂离开室外换热器作为一个低的温度和压力下的湿蒸汽，然后通过气液分离器返回到压缩机后，最后完成加热循环。 当单一的工作在单水加热模式，电磁阀11打开，电磁阀12关闭，高温高压蒸汽被压缩机压缩至四通阀2和3进入热回收换热器产生的热水系统后，通过逆止阀2，获得的热能源干燥过滤器，电磁和热力膨胀阀的节流，制冷剂进入最后到室外风冷换热器，通过四通阀和返回到压缩机通过气液分离器，并完成一个周期。 当单一工作在制冷和生活热水的方式通过冷凝热回收套管换热器，电磁阀11关闭，电磁阀12打开，高温高压蒸汽被压缩机压缩至四通阀2和3进入冷凝器的热回收套管换热器，然后通过逆止阀1，干燥过滤器，电磁阀和毛细管节流，最后进入室内换热器产生的冷能，在系统中获得冷量的制冷剂，经四通阀返回到压缩机通过气液分离器，并完成周期。这是在制冷和生活热水方式获取冷量和生活热水供应的操作。B.实验设备实验样机是根据复合系统的原理进行冷却，加热，空调和热水，其主要成分为表1所示 表1 实验样机的特点经实验样机安装和运行调试成功，该实验是在空气焓差实验室建立在相关的规范和标准的基础上进行 12，13 。空气焓差实验室包括室内环境，室外环境和控制柜。室内热交换器设置在室内环境中，压缩机，室外热交换器和热回收换热器设置在室外环境。制冷量，供热能力，力量，以及机组的能效比，入口和出口的温度和风量的室内和室外的实验得到的热交换 器。此外，测量温度，压力，流量，压力计，热电偶，流量计和隔离阀也安装在复合单元的某些部分（参见图1）3.实验结果及分析A 空调系统的实验结果; 空调系统标准工况实验数据表2 表2 调性能的原始模式注：T C：试验条件下，R：额定制冷，RH：额定发热 D / W T：室内干/湿球温度，O / W T：室外干/湿球温度，SDP：吸/排气压力，SD T：吸/排气温度，R / H C：制冷/制热能力（W），P：输入功率，E / P：EER /COPB.实验结果在热泵热水器模式室外干球和湿球温度性能测试20c和15c，与水箱的容积370l，水流量率是2.264m/h，当水箱的温度从15加热到55，这是实验的时间。实验的主要特性的变化，如图2所示。Figure 2. the average temperature change of hot water in the tank in hot water mode with time图2 平均温度变化的热水箱中的水在热水模式与时间 2表明，水箱中的热水平均温度随加热时间保持可持续发展。花了111分钟，从15到55热罐370l水，其中花了25分钟，从15到25，从45到55花了32分钟，结果表明热水温度上升速度减慢。图5中的曲线表明，瞬时加热能力的加热能力的初始值是最大值，并逐渐减少之后。这是因为冷凝压力也逐渐增加，热水温度的逐步推进循环加热期间。在恒定的蒸发压力的情况下，压缩比压缩机的制冷剂的流量的增加和减少，使加热能力逐渐下降，热水温度上升的速度慢下来。同时，在冷凝器中的传热条件得到了严重的热水温度升高，使压缩机的压缩比增大，容积效率降低，排气温度和压力上升逐渐显示在图3和图4。压缩机的功率的上升而增加，而总单元输入逐渐增加图5。用瞬时加热能力的逐渐减少，单位输入功率逐渐增加，使系统的制冷性能降低延迟时间。在开始的COP可达5.44，COP为1.89实验什么时候结束。在实验过程中，总供热能力9.304kw，总功率2.568kw，和COP为3.62。单位容积制冷量下降，但加热能力增加到一定值后逐渐下降。这是主要的原因使得进出水温差对凝汽器降低侧。8图3 在热水模式吸气和排气温度的变化图4 在热水模式的吸入和排出压力的变化Figure 5. the power and heating capacity in hot water mode图5 在热水模式容量的功率和加热模式图6 在热水模式COP的变化图7 在制冷和热水模式的温度变化图8 在制冷和热水模式的压力变化图8 输入功率，加热能力和制冷制冷和热水模图10 在制冷和热水能效比COP和模式4.结论： 一种新的热泵热水器的复合系统改变了传统的空调单一的经营模式，减少空闲时间，并且提高了年利用率。对多功能热泵热水器运行性能的实验研究，在每个模式中的焓差实验室完成，实验结果表明，该系统运行可靠，长在不同的操作条件和特性的变化是一个合理的范围内。具体如下。 In air conditioning mode, the refrigerating capacity of system could reach 7282.20W under the rated refrigerating condition, the heating capacity of system could reach 7930.64W under the rated heating condition. Both could achieve the design requirement meeting user needs. 在空调方式系统制冷量可达到7282.20w在额定制冷工况下，系统的热容量可以达到7930.64w额定加热条件下。两者都可以达到设计要求，满足用户需求。 热泵热水器模式，总加热量9.304kw，总功率2.568kw和COP为3.62时的干/湿球温度的室外环境分别是是20/ 15。复合模式，系统的总能效比的最大值是11.03，而最低为4.25，平均值为7.532，能效比大大提高。 参考文献1 Praitoon Chaiwongsa, and Weerapun Duangthongsukr,“Hot water making using of a conventional air-conditioner as an air-water heat pump,” Procedia Engineering, March 2011, vol. 8, pp. 165-170. 2 P. Techarungpaisan, S. Theerakulpisut, and S. Priprem, “Modeling of a split type air conditioner with integrated water heater,”Energy Conversion and Management,2007, vol. 48, pp. 1222-1237. 3 Morrison G L, and Anderson T. 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