带热水供应的节能型空调器运行特性的实验研究_1

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果带热水供应的节能型空调器运行特性的实验研究 江辉民 王洋 马最良 姚杨 摘要： 通过实验， 研究 了带热水供应的节能型空调器的运行特性。 分析 了 影响 节能型空调器运行特性的各种因素，并详尽地阐述了节能型空调器热水供应量、制冷量、机组耗功、系统的COP值与供水温度、蒸发压力以及环境温度之间的相互关系，实验结果表明该设备不但节能显著，而且还具有热水供应的功能。 关键词： 热水供应 空调器 运行特性 节能 1 引言 图1是笔者提出的一种带热水供应的节能型空调器的新

2、流程 1 ，经实验研究证明新流程具有下列特点： 图1 带热水供应的节能型空调器的实验流程原理图1-压缩机；2-蒸发器；3-冷凝器；4-节流机构；5-容积式水加热器；6-四通换向阀；7-汽液分离器；8-水泵；9、10、11、12、13、14、15-电磁阀；16-安全阀；17-电加热器 (1)带热水供应的节能型空调器是将空调器与热水器合二为一的新设备，新设备具有空调器和热水器无需分别购置，成本较低，避免了设备的二次安装费用的优点；同时，相对于电热水器与燃气、油热水器，其安全性也提高了。 (2)带热水供应的节能型空调器是在保持原有空调器正常制冷功能的前提下，兼有热水供应的功能。该设备适用于既需要制冷

3、又需热水供应的场所。这种新型节能空调器将可同时满足这两种需要。 (3)带热水供应的节能型空调器具有显著的节能效果：一是回收了原本被白白排放的冷凝热量，作为热水供应的热源；二是由于风机的间歇运行，从而减少了风机运行时间，节约了部分电能，提高了系统的性能系数及综合能源利用系数。对于一个压缩机功率为且带热水供应的家用户式中央空调系统来说，系统COP可提高510，在供45热水时，其综合能源利用系数可提高6585 1 。 (4)由于回收了系统中部分有价值的冷凝热量，对于上述提及的具体设备而言，能够回收3040的冷凝热量 1 。从而减少了原系统中的能源浪费，并且缓解了由于冷凝热的直接排放造成的环境热污染

4、问题 。 (5)带热水供应的节能型空调器设有自动控制系统，其系统运行安全可靠、操作管理简便。 本文是以实验 方法 作为研究方法，对带热水供应的节能型空调器的运行特性作进一步研究与分析，即研究节能型空调器热水供应量、机组的制冷量、机组的耗功、系统的COP值与供水温度、蒸发压力以及环境温度之间的相互关系。 实验设计 .1 实验样机的试制 实验样机是根据图1所示的原理来研制的。样机压缩机的额定输入功率为；容 积式水加热器采用并联浸没式盘管，其净容积为130L，内置121mm的紫铜盘管；室外空气/制冷剂热交换器采用翅片管簇，并配用功率为35W的轴流风机；室内水/制冷剂热交换器采用板式换热器；节流机构采

5、用热力膨胀阀。同时，在蓄热水箱的外表面覆有厚度为50mm的保温玻璃丝棉。 .实验测点布置 在压缩机的进出口，热力膨胀阀的进出口均设有压力传感元件；在压缩机的进出口，板式蒸发器冷冻水的进出口，容积式水加热器热水的进出口以及容积式水加热器内均布置了温度采集点；系统的输入功率由实验室内的测试系统自动记录；在冷冻水的出口及容积式水加热器的出口均设有转子流量计测水量。各个测点的传感器与一个数据记录仪相连，系统运行时，记录仪将自动记录各个测点相应的数值。 .实验设备简介 实验样机经装配完毕运行调试成功后，在山东金纪元电器有限责任公司科想 工业 园中的一个国家级的大焓差实验室中进行实验测试。该实验室是 参考

6、 广州西河冷热设备公司所提供的焓差实验方案及 中国 家用电器研究所的焓差实验室资料，并根据国家标准所需测试的项目和工况条件造建的。实验室的整体结构分为四部分：第一部分是室外环境室(600060004000mm)；第二部分是室内环境室(600080004000mm)；第三部分是恶劣环境室；第四部分是控制室(600025003000mm)。由于本实验用不到恶劣工况实验室，故图2给出了该实验室的平面布置图。蒸发器和节流机构放置在室内环境室，压缩机、风冷冷凝器及容积式水加热器放置在室外环境室，使用冷水机组、电加热器和电加湿器来对室内、室外侧温湿度进行控制，通过空气采样器来检测室内、室外环境的温湿度。

7、图样机实验平面布置图1-室外机；-容积式水加热器；3-室内机；4-标准风机盘管；5-空气再调节机组；6-冷水机组；7-加湿、加热器；8-补水装置；9-控制台；10-干湿球温度测量装置；11-动力柜；12-稳压电源；13-电器柜；14-风量测量装置；15-取样器 实验结果分析 .1 带热水供应的节能型空调器热水供应量特性 图3给出了维持室内环境温度为25，并维持一定的蒸发压力下，在不同的热水出水温度下，热水供应量随室外环境温度变化的关系曲线图。从图3中可以看出: 图热水供水量随室外环境温度变化的关系 (1)在一定的室外环境温度下，热水供水量随供水温度的降低而增加。在室外环境温度为28时，其热水供

8、水温度从45降至35，供热水量约增加了；从55下降至45时，供水量约增加了。而在室外环境温度为32时，热水供水温度从45降至35，供热水量约增加了；从55下降至45时，供水量约增加了。在室 外环境温度为35时，热水供水温度从45降至35，供热水量约增加了；从55下降至45时，供水量约增加了。 (2)在一定的热水供应温度下，热水供应 量随室外环境温度的升高而增加。当室外环境温度从28升高到35，在热水供应温度为35时，热水供应量增加近23；在热水供应温度为45时，约增加；在热水供应温度为55时，约增加了54。这也表明，随着室外环境温度的升高，冷凝温度也将上升，而进水温度基本是不变的，从而使容积式水加热器在环境温度35时的传热温差比环境温度28时的传热温差大，故其回收的冷凝热量也较多，热水供应量也就增加了。 图热水供水量随蒸发压力变化的关系图热水供水量随蒸发压力变化的关系 图4和图5分别给出了室外环境为28及35时，在不同的热水出水温度下，热水供应量随蒸发压力变化的关系曲线 课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。