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。

1、前言

　　空气源热泵热水器因其在节能方面的优越性引起了国内外的普遍重视^[1、2] 。根据水加热过程中热泵系统冷凝温度是否变化将热泵热水器分为恒温加热型和变温加热型。恒温加热型冷水流经冷凝器至出口直接被加热至设定温度,得到的热水可直接使用或送入水箱中储存,其特点是可实时供热水,但冷凝温度由设定温度决定且保持不变、性能系数低;变温加热型的水在冷凝器水箱中被逐渐加热至设定温度,其特点是冷凝温度在加热过程中逐渐升高、平均性能系数较高、加热时间较长,变温加热型根据被加热水是否流动可分为静态加热和流动加热^[3～5] 。静态加热过程的换热系数小,流动加热过程的换热系数大,在同样换热量和换热温差条件下,前者需要更大的冷凝器换热面积。

　　有水箱的流动加热型热泵热水器在运行过程(加热过程或补冷水、供热水过程)中存在冷热水混合不可逆损失,为减少此损失,同时减小加热时间或用户等待时间,文献^[6]提出了一种基于往复流动加热的变温加热型双水箱热泵热水器系统作模式,本文将介绍该系统的组成与工作过程,通过试验测定其基本性能并和常规系统进行比较分析。

5、结论

　　(1)连续运行的往复加热型双水箱热泵热水器系统方案在原理上是可行的;

　　(2) 在相同加热时间内,往复加热型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,往复加热型与常规变温加热型的性能系数和加热时间基本相同;

　　(3)往复加热型供热水过程性能优于常规变温加热型,说明水箱内部浮子卷套结构有助于减少冷热水混合不可逆损失。

　　本文旨在从原理上验证往复加热型双水箱热泵热水器方案的可行性,由于试验装置未经优化,试验结果仅具有相对比较意义,不宜将所测数据直接与经过优化的商用常规热泵热水器进行比较。事实上目前的试验系统还存在有待改进之处,如浮子卷套结构及外部保温尚不完善,管壳式冷凝器和连接管路余隙容积较大,往复流动周期和各部件匹配也需要优化等。

参考文献

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