7℃工况下R417a和R22用于空气源热泵热水器的试验研究(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)郑州轻工业学 作者:朱兴旺

3、试验结果分析

  从图1 可以看出,在7℃环境工况条件下,R417a系统的吸排气压力与R22系统的吸排力压力变化趋势是基本一致的, R417a系统的吸、排气压力明显低于R22 系统,有利用系统的安全运行。且R417a的压力受热水温度的影响要比R22略小。从这点来看,作为热泵热水器的替代工质,在7℃低温工况下R417a要优于R22。

吸排气压力随进水温度的变化关系 

图1 吸排气压力随进水温度的变化关系

  从图2 可以看出, 随着进水温度的变化,R417a系统的压缩机输入功率要低于R22系统,且随着进水温度的升高, R417a系统的压缩机输入功率的变化范围要比R22系统小,有利于压缩机的安全运行。在整个运行过程中, R417a系统压缩机的平均输入功率为4. 83kW,比R22 系统的6. 21kW约下降了约22. 2%。有效降低了压缩机的负荷。

压缩机输入功率随进水温度的变化关系 

图2 压缩机输入功率随进水温度的变化关系

  图3反应了制热水时系统制热功率随进水温度的变化关系,从图中可以看出, R417a系统的制热功率也比R22系统的低,且进水温度越高,它的制热功率越低, 下降趋势要比R22 系统快。7℃环境工况下,系统运行时二者的总制热量均为102995kJ , R417a 系统的平均制热功率为15. 75kW; R22系统的平均制热功率为19. 60kW,R417a系统的平均制热功率约相当于R22 的80% ,在制冷剂的替代问题上值得考虑。

制热功率随进水温度的变化关系 

图3 制热功率随进水温度的变化关系

  这是因为R417a作为三元非共沸混合物,存在温度滑移现象使得R417a的换热受到影响,特别是在核状沸腾条件下的气泡脱离阻力,致使R417a的换热系数比R22要低,从而导致总的制热功率比R22要低。

  图4为系统制热水时制热性能系数随进水温度的变化关系,从图中可以看出,它们的制热性能系数都是随进水温度的增加而逐渐减小的。R417a的性能系数随进水温度的升高下降得比R22系统的略快。在7℃环境工况下, R417a的热性能系数是优于R22的,但在热水温度达到约35℃之后, R417a和R22的性能系数要低于R22,且随着进水温度的进一步增高,二者的差距逐渐加大。但在当把水从15℃加热到55℃时,所测的R417a的平均性能系数为3. 26,所测的R22系统的平均制热功率为平均性能系数为3. 03,实测平均性能系数比R22高出约7.6% ,优于R22。

性能系数随进水温度的变化关系 

图4 性能系数随进水温度的变化关系

4、结论

  (1)在7℃环境工况下,随着进水温度的升高,热泵热水器的吸排气压力是上升的,但吸气压力受水温影响不明显,排气压力上升的趋势逐渐变大。R417a系统的吸排气压力比R22 系统的低,有利于装置的安全运行;

  (2)随着进水温度的升高,热泵热水器的消耗功率也是逐渐增加的,且上升趋势是逐渐加快,但R417a系统的耗功比R22要小,变化趋势也比R22要缓,实测平均消耗功率约为R22 的78%。有利于延长装置的寿命;

  (3)随着进水温度的不断升高,热泵热水器的制热量和制热功率是逐渐下降的, R417a系统的制热量和制热功率比R22要少,且受水温的影响比R22要大,水温越高,制热量和制热功率也就越低。实测总制热量相同, 平均制热功率为R22系统的80%;

  (4)随着进水温度的不断升高,热泵热水器的制热性能系数是不断下降的,下降趋势逐渐变缓,但R417a系统的制热能效的变化趋势要大于R22,在进水温度低于35℃时,它的能效系数是高于R22的,但随着进水温度的进一步升高,它的能效系数要低于R22,但在7℃环境工况下,实测平均能效系数高出R22约7.6% ,在此工况下这种制冷剂适用于用水温度不是太高的场所。

参考文献:

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