双级空气源热泵热水器系统性能分析-论文.pdf

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1、ISSN1008—9446承德石油高等专科学校学报第16卷第3期，2014年6月而JournalofChengdePetroleumCollegeVo1．16，No．3，Jun．2014双级空气源热泵热水器系统性能分析陈军，李波海(1．承德石油高等专科学校热能工程系，河北承德067000；2．承德石油高等专科学校化学工程系，河北承德067000)摘要：为研究双级空气源热泵热水器运行参数对其性能的影响，采用稳态仿真的方法对双级压缩热泵系统进行仿真模拟，建立了各部件模型，并对中问冷却器建立模型，采用R134a作为制冷剂。结

2、果表明：系统性能系数(COP)和制热量随环境温度的降低而减小，在同一蒸发温度下随冷凝温度增高而减小；单、双级系统在环境温度5℃以上时应进行切换，低于一20℃时不宜于运行。关键词：热泵；双级压缩；模拟；稳态模型中图分类号：TM925文献标识码：A文章编号：1008—9446(2014)03—0034—03PerformanceAnalysisofWaterHeatingSystemofAirSourceHeatPumpwithTwoStageCompressionCycleCHENJun．LIBo—hai(1．Depar

3、tmentofThermalEngineering，ChengdePetroleumCollege，Chengde067000，Hebei，China；2．DepartmentofChemicalEngineering，ChengdePetroleumCollege，Chengde067000，Hebei，China)Abstract：Tostudytheimpactofoperatingparametersoftwostageairsourceheatpumpwaterheateronitsperformancean

4、dshortenthedevelopmentcycleunit，asystemmodelofthetwostagecompres—sionheatpumpwaterheaterwasbuiltbythesteadystatesimulationmethod，andthemodelofmid—dlechillerwasalsobuiltusingR134arefrigerant．TheresultindicatedthatsystemCOPandheatout—putdecreasedwiththedecreaseofe

5、nvironmentaltemperature，anddecreasedwiththecondensingtemperatureincreaseatthesameevaporationtemperature．Aturningpointcamewhentheenviron—mentaltemperaturereached5℃．andthetwostagecompressionwillnotbesuitabletobeusedatorbelow一20℃．Keywords：heatpump；twostagecompressi

6、on；simulation；steadystatemodel随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，热水在日常生活中使用越来越普遍。传统的热水器存在能耗高、污染严重或受气象条件制约等缺点。与此相比，家用空气源热泵热水器以空气为低温热源，通过消耗部分电能来从低温热源吸收热量，用于加热生活热水供家庭使用。空气源热水器只消耗电能，具有节能、效率高，使用方便，不污染环境等特点。但普通家用单级空气源热泵热水器在较低的环境温度下运行时，随着储水箱水温逐渐上升，冷凝温度(压力)也逐渐上升，在蒸发压力不变的情况下，存在着压缩机的压缩比

7、持续增加，超出普通单级压缩系统正常运行的临界值，压缩效率较低；排气温度过高，输气系数减少等问题。采用双级压缩空气源热泵热水器则可有效的解决这些问题，通过合理的安排高压级压缩机的投入时机，使整个压缩系统达到较高的制热系数¨。本文拟用稳态模型研究双极空气源热泵热水器运行参数对其性能的影响。基金项目：校级课题(双极压缩空气源热水器的开发)收稿日期：2013—11—20作者简介：陈军(1970一)，男，甘肃玉门人，承德石油高等专科学校热能工程系副教授，主要从事热能余热回收与热泵节能技术的教学与科研工作。陈军，等：双级空气源热泵

8、热水器系统性能分析·35·1双级空气源热泵热水器的工作原理双级空气源热泵热水器是按照“逆卡诺循环”原理工作的。冷媒在蒸发器内吸收流过蒸发器外空气的热量，转变为气态，经压缩机升压后进入冷凝器后释放出热量加热水，同时冷媒凝结为液体，如此不断循环，实现将低温能量提升为高位能量的目的。双级压缩空气源热泵系统示意图如图1所示。图1双级压缩空