夏热冬冷地区空气源热泵热水器运行特性分析

发布时间：2017-10-04 22:35

  本文关键词：夏热冬冷地区空气源热泵热水器运行特性分析

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【摘要】：空气源热泵热水机组作为一种高效、节能的热水生产装置,其开发、应用越来越广泛。然而,空气源热泵热水器运行时的效率受室外环境参数的影响较大,特别是季节性性能波动很大,运行的稳定高效已经成为制约空气源热泵热水器推广的一个重要问题。本文制定了空气源热泵热水器运行特性分析性能测试方案,对某公司的空气源热泵热水器进行性能测试,实测了5.0 HP的空气源热泵热水器在典型环境下冷凝器的进出水温度、压缩机的瞬时功耗、排气温度等运行参数,根据实测数据,分析了不同环境参数下,热泵热水器主要性能参数的变化情况,初步得出环境参数对空气源热泵热水器主要性能指标的影响。并在此基础上对空气源热泵热水器系统进行热力学分析。结果表明,该系统的□效率为43.7%,而□损失系数最大的是压缩机为26.12%,其次是膨胀阀、冷凝器、蒸发器,分别为14.15%、9.82%、6.21%;并讨论了改善系统□损失的方法,认为在系统中实行电子膨胀阀和变频压缩机的联合控制是一种有效的途径。利用TRNSYS软件,建立空气源热泵热水系统模型,得出运行过程中系统制热量、耗功率、COP随室外环境温度变化的规律,并得出了空气源热泵热水系统全年运行的性能曲线,为购买者提供参考。此外,本文还分析了水箱容积和设定的出水温度对系统性能的影响,结果表明,水箱容积从300L增加到800L的过程中,系统COP持续升高,但升高的幅度不一致,全年月平均COP的升高呈现先快后慢的变化趋势;设定的出水温度越高,系统全年平均COP值越小,设定的出水温度选为50℃是该系统最佳的选择。另外,在现有模型的基础上提出系统优化运行方案,为提高系统的气候适应性提供参考。
【关键词】：空气源 热泵热水器 运行特性 热力学分析 系统模拟
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU822
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 研究背景13-17
• 1.1.1 住宅热水能耗现状13-14
• 1.1.2 住宅热水供应方式14-15
• 1.1.3 热泵热水器在热水供应中的地位15-16
• 1.1.4 研究意义16-17
• 1.2 空气源热泵热水器的研究现状17-21
• 1.2.1 系统设计优化方面18-19
• 1.2.2 蒸发器结霜及其控制方面19-20
• 1.2.3 制冷工质的选择和替换方面20-21
• 1.3 课题研究内容21-23
• 第2章 空气源热泵热水器热力学分析23-39
• 2.1 空气源热泵热水器工作原理23-25
• 2.1.1 热泵的工作原理23
• 2.1.2 空气源热泵热水器的工作原理23-25
• 2.2 空气源热泵热水器热力循环25-32
• 2.2.1 空气源热泵热水器系统的理论循环25-28
• 2.2.2 液体过冷、蒸气过热时的循环28-30
• 2.2.3 空气源热泵热水器系统的实际循环30-32
• 2.3 空气源热泵热水器的热力学分析32-37
• 2.3.1 热力学分析方法简介32-34
• 2.3.2 热力学分析结果34-35
• 2.3.3 改善各部件性能的方法35-37
• 2.4 本章小结37-39
• 第3章 空气源热泵热水器运行特性实测分析39-49
• 3.1 性能测试方案39-42
• 3.1.1 性能测试目的39
• 3.1.2 性能测试方法39-40
• 3.1.3 测试系统40-42
• 3.2 空气源热泵热水器运行性能测试及分析42-46
• 3.2.1 气温对系统性能的影响42-43
• 3.2.2 气温对加热时间的影响43-44
• 3.2.3 出水温度对系统性能的影响44-46
• 3.3 本章小结46-49
• 第4章 空气源热泵热水系统工程概况49-55
• 4.1 工程概况49-51
• 4.1.1 工程概况49
• 4.1.2 气象参数49-51
• 4.2 空气源热泵热水系统设计51-53
• 4.2.1 空气源热泵机组选型51-52
• 4.2.2 模型热水需求的模式52-53
• 4.3 本章小结53-55
• 第5章 空气源热泵热水系统运行特性模拟分析55-69
• 5.1 TRNSYS软件介绍55-57
• 5.1.1 TRNSYS软件开发背景55
• 5.1.2 TRNSYS软件功能简介55-56
• 5.1.3 TRNSYS软件在热泵系统模拟中的应用56-57
• 5.2 空气源热泵热水系统模型57-60
• 5.2.1 各部件参数设置57-59
• 5.2.2 热水系统仿真模型59-60
• 5.3 各主要因素对系统性能的影响分析60-65
• 5.3.1 环境温度对系统性能的影响62-64
• 5.3.2 水箱容积对系统性能的影响64-65
• 5.3.3 设定出水温度对系统性能的影响65
• 5.4 模拟与实测对比分析65-66
• 5.5 空气源热泵热水器优化设计和运行建议66-67
• 5.5.1 系统优化设计的建议66-67
• 5.5.2 系统优化运行的建议67
• 5.6 本章小结67-69
• 第6章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士研究生期间发表的论文77-79
• 致谢79

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本文编号：973299