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国能空气源热泵厂家对中高温空气源热泵热水器制热优化探讨

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国能空气源热泵厂家对中高温空气源热泵热水器制热优化探讨

发布日期:2019-02-14 作者: 点击:


日常生活中,从冷凝器、压缩机、蒸发器和节流阀为基础,分别它们建立了数学模型,特别对于蒸发器和冷凝器,我们通过建立相对而言较高的稳态分布参数分段模型来进行抽象的数学描述,力求利用数学方法解决。本文国能空气源热泵厂家旨在研究冷水进口参数、空气进口参数以及系统受流量影响之大小。作为一种前景明朗的节能家电,空气源热泵热水器的工作原理、技术特点,以及空气源热水器能效受不同模式的影响大小等,都值得重视。
  进入新世纪以来的我国,具有庞大的热水器市场,其中燃气热水器、电热水器、太阳能热水器几乎占据了全部的热水器市场。然而近年来市场上出现了一种区别于其他三种的热水器,即热泵热水器。它是一种新兴热水器,由于性能优良,风格别致,热泵热水器从问世以来就受到广大市民广泛的讨论。1924年,空气源热泵技术在国外问世,至今很多西方发达国家已经能够较普遍应用,由于简单高效,空气源热泵技术在有些国家使用的比例高达69%,COP值高达4.5~5。美国已经有20多年利用空气源热泵技术的历史,他们的整体式热泵热水器的能效比高于电热水器的1.4~1.6倍。逆卡诺循环原理是热泵热水器的制热原理,其大义是:压缩机以电能驱动,从低温热源吸取热量,利用某种可放热工质的状态变化,通过一个热量的补偿过程或消耗功向高温的热源释放出热量,达到对水进行加热目的的一种过程。还有,国际上对CO2热泵热水器的研制也较为积极。自1997年伊始,挪威科学家Neksa等先后对CO2热泵热水器进行了深入研究。进入到1998年,也对CO2热泵热水器的研究在奥地利科技大学热能研究所也得到了重视。2003年,日本多家电公司联合科研院所对CO2热泵热水器的可行性进行了深入的分析。2003年日本CO2热泵热水器销售达到了8万套,据一些经济学家的预测,到2010年,其产销量将达到近55万套之多。国内的情况相对来说发展较迟缓,然而西安交通大学、天津大学、上海交通大学和东南大学等高校也对空气源热泵热水器系统进行研制。在我国,主要的制冷剂是R22,这种情况预计还将长期持续。
  1、空气源热泵热水器开发的必要性
  1.1热泵热水器的优点
  从不同角度对不同的几款热水器的性能进行量化分析,通过对比可发现,热泵热水器的确具有一些其他热水器难以企及的优点。一是空气源热泵热水器的节能性,虽然前期投入较多,然而其使用寿命是所有热水器中长的,这足够抵消其前期的投入。究其原因,首先是它的工作原理是利用空气中或水中的废热起来为需热单位供热,其他热水器则是单纯地用电加热或天然气加热,这当然更节能。
  1.2空气源热泵热水器的技术特点
  相对于其他热水器,空气源热泵热水器是别具一格的,其工作原理当然也是比较特别的。它内置有一种吸热介质,使得它的液化温度低可以达到-20℃,而外界的温度一般都在20℃左右,这样其内部温度显然会与外界存在很大的温差。由于化学原理,外界的热量必然会通过冷媒吸收,然后汇集到在蒸发器中慢慢蒸发汽化成液体流出。热水器中压缩机的工作使得冷媒的状态在不停地从汽化到液化转变,液化放热,这是化学原理。这样的过程释放出的热量,使得水箱的水温迅速升高,用户很快便可用到舒服的热水。
  2、空气源热泵热水器的季节能效
  2.1空气源热泵热水器的年度季节能效影响
  空气源热泵热水器的能效影响在不同的季节是有显著差异的。通过实验,我们能够测定空气源热泵热水器在不同的温度下的运行性能特征。
  同时我们能够发现,环境温度的变化对系统COP的变化有一定影响,且具有一定可循的规律。为了方便,我们可以将其分为高温、中温和低温三个区域。高温时候,系统COP出现了下降的趋势。温度降到中温的时候,通过检测仪可看出,COP含量显著上升,并逐渐达到大值,大值是热水器的工作温度。然而到了低温时,COP基本保持不变,但是,由于COP本身处于很低的水平,这导致工作效果并不令人满意。然而,考虑到现实环境同理论分析的差异性,稍微注意观察生活的人们能够发现一些端倪:当节令进入夏天,进水温度将达到峰值,而冬天进水的温度则非常低,运行费用在温度低的时候会变得昂贵一点。
  2.2空气源热泵热水器不同水箱温度的能效影响
  观察生活,留心生活,我们通过常识也能够觉察到不同水箱的温度差异,那么与之相关的热水器的能效一定也是具有很大差异的。在实验中,我们可以先假定系统运行性能COP受到水箱温度的影响。在温度峰值60℃时,COP值在不同环境温度下都降到相应的低水平。然而其中还有差别,当环境温度较低时,COP值下降得比较快,变化的幅度能够达到0.7-1.5之间;环境温度比较高的时候,COP值下降得慢,变化的幅度大约在0.2-0.4左右。实验完毕后,我们发现系统COP值与水箱设定温度呈现负相关,若水箱温度值升高,热水器中COP值会相应的下降。
  3、空气源热泵热水器工作运行的优化
  水箱的制热工况和压缩机功率是影响空气源热泵热水器制热效率的两个主要因素,目前的经济发展条件需要寻找到一天中较为理想的加热时间段,且要考虑经济和工况条件,这对于国家目前大力倡导的节能环保具有关键的作用。主机的大小同样也是压缩机功率的大小,参照热水器的使用成本,小水箱配大主机,则投资费用激增,会增加投资成本,然而主机的使用寿命却由于主机工作时间的缩短得到很大提升;大水箱配小主机,虽然可以避免前面的问题,然而新的问题却也随之出现了,即主机的工作时间会显著加长,缩短了主机的使用寿命。几种水箱如果功率相同,应根据其主机需要匹配压缩功率适当的压缩机,使得运行费用和热泵热水器的成本之和降到低,而非两者之一低。空气源热泵热水器的制热效率同室外温度有很大关系,如下:
  通过上式可以看出,如果室外蒸发温度逐渐升高,热泵热水器的制热效率也随之升高;反之热泵热水器的制热效率会跟着蒸发温度的降低而降低。一天当中温度是变化起伏的。从式中能够得到这样的信息:一天的温度在中午时分达到峰值,热水器宜在该时段工作,因为此时热泵的制热效率高;一天的温度在凌晨点左右达到低,热水器应尽量避免在此阶段工作,因为此时热泵的制热效率效率低。
  4、结语
  本文国能空气源热泵厂家倡导进行空调工作性能的比较时,采用热力完善度对其进行衡量,不同工作状况下的装置会随着工况变化而变化,然而热力完善度很稳定,这使得装置的工作性能能够在更广的范围内表示。本文所言进行热泵热水器运行工作的优化是在其加热过程上寻求较为理想的加热时间段,因为合理的时间段对热泵效率的工作有着可观的作用。对于空调领域的节能,从改善运行管理方面节约能源远比从装置技术改进节约能源有潜在价值。

国能空气源热泵厂家对中高温空气源热泵热水器制热优化探讨

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