空气能热泵热水器运行过程的性能分析

空气能热泵热水器运行过程的性能分析

夏青

浙江创能新能源股份有限公司 浙江海盐 314300

摘要：空气源热泵在热水技术类型中，属于节能型热水技术。当前人们对于节能环保理念的不断提升下，逐渐对现有空气源热泵热水装置的优化提高了重视程度，并对此优化装置技术进行不断的展其运用范围。它是如今节能减排的重要途径。但受实验和设计理论上各方面条件的限制，很多研究者只重视于怎样对部件的匹配、站在经济性评价的角度对设计参数的考虑，而鲜有对实践运行是如何对气能热泵热水器中长期运行过程中如何采取对设置部件功能的优化，需要展开充分的探究。此外，空气源热泵热水设备的主要特点，还在于其身的能效比与运行工况休戚相关，在特定的工况下，其热力学特性是否得到有效的分析，本文从运行的角度和系统优化设计方面展开分析。

关键词：空气源，热泵热水装置，优化，运行策略

一、概述我国内外生活热水需求现状

2. 生活热水在中国工程建筑耗能中的比例越来越大，促使商业空间所需耗能被生活热水占有，变成建筑工程造价中的关键运作成本费。有材料表明，在各种商业空间中，大家的生活热水在餐饮行业中占31%，在办公楼中占2.7%，在购物商场中占2.7%，在城市规划中占近20%。伴随着城市化的加速，现阶段家庭用热水器的使用率早已到达70%上下。在海外对这一內容的调研中发觉，约70%的家中习惯性应用42度热水，一人年需水量小于401/d，平均年需水量超出35I/d的做到64%。因为中国地域辽阔，每一个地域都是有自身的风俗人情，本人生活习惯性不一样，中国的热水使用量也大不一样。例如针对不一样地域和时间段的要素，会出现不一样的热水量結果。假如以12C和90%法测算饮用水温度和热水器的常规高效率，在我国城区生活热水年消费量将做到1.75-2.45*1011kWh。

3. 针对空气源热泵热水器的商品特性，第一，可以信赖。空气源热泵热水器的加温全过程是根据制冷压缩机排出来的超高压高温冷媒汽体加热水箱中的水。电力工程适用于制冷压缩机。加温后的天然气根据高效率传热防水套管与水开展传热，水电工程彻底分离出来，从源头上清除了电热水器走电、空烧、天然气热水器运行时造成有害物质等安全风险，真真正正的做到了肯定安全性。第二，绿色环保。空气源热泵热水器选用独特高效率环境保护冷媒，热水温度可达60，常温下热效可达380%以上，运作花费比一般电加热器节约达到75%，比液化石油气节约达到70%，比汽柴油热水器节约达到75%。除此之外，在体系运作期内，沒有有害物质、液态和点燃废弃物造成和排出。是一种节能型、低投入产出比的绿色环保产品。三、全天供货，空气源热泵热水器受任何天气危害较小，如连阴雨气温，可全年度给予生活热水，安裝不会受到房屋建筑或楼房限定，可随意放置，占有空間小，运用范畴可遍布北方和南方，冬夏天适用高原地区、山区地带、平原区，摆脱了一般太阳能发电热水器在连阴雨气温没法工作中的缺陷。

二、装置空气源热泵热水现状问题

2.1针对科技人员而言，不一样单位两者之间的配对关联是试验操作过程中最重要的阶段。可是这类提升的工作经验非常少。热泵机组热水器在可变冷凝标准下运作。对变冷凝工作状况下供热性能的科学讨论和剖析，对操纵和具体指导可靠性设计具备关键功效。因而，必须充分考虑不一样冷凝温度下系统软件热学特点的差别，设计方案配对构件和性能点评，以取得更全方位、更科学的改进对策。

2.2控温控制板是现如今调整蓄热水箱起停的常见方法，但对具体客户而言，气候条件与自己良好习惯的热水要求有立即关联，进而导致任意供热量。假如设定单一标值的储水箱来操纵温度和温度，在热水小负载的时候会造成水电工程資源的巨大消耗，因而在提升热水温度操纵层面也有非常大的探究室内空间。

2.3多元化的要求，太阳能发电和新式蒸汽参数的运用，余热回收利用技术性，很多专家学者干了很多科学研究新项目，但精确评定住户热水耗费规律性是制订环保节能制度的工作中。与此同时，要融合空气能热水器和供热系统软件，科学应用各种各样輔助机器设备。例如与太阳能设备融合时，发电机组型号选择要考虑到太阳能设备在每个时节消化吸收的发热量。除此之外，在多元化的家中与此同时有很多自来水需要的情形下，传统式的热水供货将遭遇新的挑戰。

三、空气源热泵热水装置实验样机部件参数

实验步骤：

（1）在实验前，环境室的温湿度设备要启动和控制，模拟出室外各季节的环境。可调节-5-40℃温度的环境范围。

（2）在对压缩机进行启动前，先将补水阀打开，水箱充满水，再将综合电量表和采集数据的计算机系启动，按下控制器；

（3）计算机数据采集系统在测试系统中可对开关机时间的自动记录，按照设定水温控制器对是否运转或关机热泵的决定；

（4）满足设定标准的温度后，开启循环泵，分层混匀水箱内部的热水，当达到水箱测点温度时停止此环操作；

（5）分析和整理此次实验的测试数据（如功率、压力、温度），将反映样机热力性能的评价指标计算出结果。

四、分析实验结果及验证模型

(1)空气能热水器在运行全过程中，冷疑和挥发温度是不停变动的，难以作出系统软件的点评。仿真模拟結果和一些实验可以体现在表2中。实验中，50 L水从加热和温度的设置终止加热后，在潜水泵的循环系统下温度维持匀称。依据实验数据信息，开展了操作系统的COP测算。依据实验結果，获得55的热水约150升，温度升高40上下。-1时，系统软件均值COP最少，为2.58；在35时，均值COP为5.37。实验結果和模拟仿真结果显示，COP在10%之内的偏差范畴是可以进行的。

(2)根据实体模型的供热优化软件运行剖析。

空气能热泵热水泵做为热水机器设备，把储水箱里的水加热到调整的温度，这就是它的功效。运行中的热水设备处在变工作状况情况。除此之外，全年度温度的震荡也会很大地危害冷凝器的传热工作能力。为了更好地配对空气能热水器热水，有效设计方案效率高的设备，必须综合分析多种多样运行要素，找到系统对性能危害比较大的阻碍，并做好有效提升，以得到系统软件性能的科学合理靠近。除开根据实验深层次到这一目地的探讨中，还需要考虑到热学主要参数，实验中遇上的检测标准经常会出现。大家需要用有限元分析的办法来剖析这种主要参数，那样可以节约实验時间和科学研究成本费。

五、结束语

蓄热水箱其尺寸大小，在利用模型数据的实验研究后，对其结果展开了具体的分析，表明系统性能其影响因素在于循环水进水箱的高度，随循环水增高的水位而升高系统COP数值。在运算过程中要对其他因素条件的固定，从0.167水箱高度慢慢对进水高度作出调整，从系统COP为2.58调整至2.70，进行达到4.65%的增幅。在进水度度的逐渐增高时，存在水箱整体有所了降的无趋势，如有约1℃的下降数值，但这完全可以忽略不计。着眼际提高系统COP来看，水箱的顶部是最佳进水口的位置。

参考文献

[1]中国科学院可持续发展研究组.2000中国可持续发展战略报告。北京：科学出版社.2003.

[2]DOE-EERE.2003BuildingsEnergyDatabook,Washington,DC,August.[3]王如竹，代彦军。太阳能制冷。北京：化学工业出版社.2007.

[4]TakaoNishimura."Heatums--Statusandtrends"inAsiaandtheacific[J].InternationalJournalofRefrigeration.2002（25）：405-413.

[5]黄文胜，罗清海，汤广发。热水器未来发展的一个主题与两个方向。建筑热能通风空调.2004，（23）6:35-39.

[6]张俊杰，曹磊，程丽薇冷凝换热器在空气能热泵热水器中的优化设计。给水排水动态，2010，（5）