初始水温对空气源热泵热水器系统性能的影响

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1、初始水温对空气源热泵热水器系统性能的影响陶乐仁aw上海理工大学能源与动力工程学院摘要：本文针对空气源热泵热水器加热至较高水温时系统效率明显下降的问题，研宄初始水温对系统性能的影响，通过实验改变初始水温，分析系统各参数随加热水温的变化规律，得到实际运行特性及制热性能恶化的原因。结果表明：相同初始水温，随着加热的进行，COP不断下降，加热前期下降趋势较为平缓，后期变大;不同初始水温，因系统开机时存在“预热”阶段，加热后期又受压缩机大量吸气带液的影响，故平均COP随初始水温的升高呈先减小后增大的趋势;少量吸气带液能有效降低排气温度，改善系统性能，大量吸气带液却增大系统功耗，加剧COP

2、的下降趋势。此外，提出以排气温度下降后再次上升时的拐点作为压缩机开始大量吸气带液的参照点，从而提升系统性能。关键词：热泵热水器;初始水温;两相流;排气温度;作者简介：陶乐仁，男，教授，上海理工大学能源与动力工程学院制冷与低温工程研宄所，13916356948;E-mail:cryo307@usst.edu.cn。研宄方向：低温制冷系统;低温生物医学技术。收稿日期：2017年3月23曰基金：上海市动力工程多相流动与传热重点实验室(1N-15-301-101)项目资助EffectofInitialWaterTemperatureonthePerformanceofAir-sourc

3、eHeatPumpWaterHeaterSystemYuanZhaoyangTaoLerenYuZhongyangSchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology;Abstract：Whentheairsourceheatpumpwaterheaterisheatedtohigherwatertemperature,thesystemefficiencywilldecreaseobviously.Tnordertofindoutthereasonofthedecreasei

4、nheatefficiencyandtheoperationruleofthesystem,thispaperchangestheinitialwatertemperature,andstudiestheeffectoftemperaturechangeontheparametersofthesystem.Theresultsshowthatatthesameinitialwatertemperature,whenthesystemoperates,theCOPhasaslowlydecliningtrend,whichbecomesviolentlater.Withthedi

5、fferentinitialwatertemperature,becauseofthe“preheating”stageandtheaffectbysuctionliquidofthecompressor,theaverageCOPdecreasesfirstandthenincreaseswiththeupriseoftheinitialwatertemperature.Inaddition,asmallamountofsuctionliquidcanreduceexhausttemperatureandimprovesystemperformance.Butalargeam

6、ountofsuctionliquidcanincreasethesystempowerconsumption,thedecreasedrateofCOPwillincrease.Thispaperfinallysuggeststhatwhentheexhausttemperaturedropsagainaftertherise,thecompressorbeginstosuctionalargeamountofliquid.Keyword：heatpumpwaterheater;initialwatertemperature;gas-liquidflow;exhausttem

7、perature;Received：2017年3月23日空气源热泵由逆卡诺循环从较低温度的空气中吸取热能，通过压缩机做功，将热能供给较高温度的热源，这比纯粹的电加热或者用气体燃料加热更经济［卜2］。不同于常规的热泵，空气源热泵热水器具有运行工况范围宽，常年制热以及冷凝温度时变等特点，当机组运行至较高水温时，不仅效率会有明显下降，还存在压缩机超负荷及排气温度过高等方面的隐患Dzll。因此，研宄较高水温时的系统性能和变化规律至关重要，众多学者对此进行了研究。孙涛等m发现使用短毛细管的热泵热水器，