微通道分液冷凝熱泵熱水器的性能研究.pdf

1、空氣源熱泵熱水器以“節(jié)能、環(huán)保、安全、高效”的優(yōu)點(diǎn)被國家定義為節(jié)能高新技術(shù)產(chǎn)品。冷凝器是空氣源熱泵熱水器的關(guān)鍵器件，其熱力性能的優(yōu)劣能直接影響系統(tǒng)的性能。作為一種新型高效換熱技術(shù)，分液冷凝換熱技術(shù)對提升空氣能熱泵熱水器的能效將會有顯著的效果。
　　本文基于分管程計(jì)算思想，利用Matlab軟件編寫用于熱泵熱水器的微通道分液冷凝器（LSMC）的冷凝換熱性能計(jì)算程序，并用此程序?qū)ξ⑼ǖ婪忠豪淠鞯墓艹滩贾媒Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過計(jì)算，得到

2、在給定條件下（制冷劑流量為0.25kg/s，被加熱水質(zhì)量100kg，冷凝器總管數(shù)為19根），冷凝換熱量最大的管程結(jié)構(gòu)方案即為設(shè)計(jì)結(jié)果，其管程布置方案為6-4-3-2-2-2。
　　根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的管程結(jié)構(gòu)方案，研制出實(shí)驗(yàn)所需的微通道分液冷凝器（LSMC）以及相對應(yīng)的冷凝水箱，通過搭建熱泵熱水器試驗(yàn)臺對分別使用微通道分液冷凝器和常規(guī)微通道平行流冷凝器（PFMC）的熱泵熱水器進(jìn)行系統(tǒng)性能測試實(shí)驗(yàn)，對比分析研究了兩種冷凝器對熱泵熱水器性能

3、的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在名義工況下（環(huán)境干球溫度為20℃，濕球溫度15℃；初始水溫15℃，終止水溫55℃），工質(zhì)采用R22，LSMC系統(tǒng)在毛細(xì)管為400mm,制冷劑充注量為650g時平均COP得到最大值，PFMC系統(tǒng)在毛細(xì)管為600mm，制冷劑充注量為650g時平均COP得到最大值，此充注量和毛細(xì)管分別定為兩個系統(tǒng)的最佳充注量和毛細(xì)管。
　　在最大運(yùn)行工況，名義工況，最小運(yùn)行工況下，LSMC系統(tǒng)的平均制熱量和平均COP

4、都比PFMC系統(tǒng)的有不同程度地提高，且LSMC系統(tǒng)的平均功耗都比PFMC的低。
　　保持環(huán)境溫度恒定在干球溫度為20℃，濕球溫度為15℃時，考察平均水溫從20℃上升到50℃的加熱過程中，系統(tǒng)的瞬時制熱量和COP都呈現(xiàn)下降的趨勢而瞬時功耗則不斷上升。在實(shí)驗(yàn)工況下，LSMC系統(tǒng)的瞬時制熱量比PFMC系統(tǒng)的提高了1％-2.2%，瞬時 COP提高了2.3%-4.1%，瞬時功耗則降低了0.8%-2.0%，冷凝器壓降降低了56.7%-63.2