0908CO2热泵热水器实验步骤及控制方案

1、co2热泵热水器实验步骤及控制方案一、实验目的针对co2热泵热水器系统进行性能分析，梳理各影响因子对系统性能制热系统cop的关系。二、实验材料co2实验台（双级变频滚动转子式压缩机）、高低压精密压力表、测温热电偶、功率变送器、风机及调压器、单相自吸泵、温控仪na8810等。三、实验原理图1实验原理简图如上图1所示，图中用白色线条所示的为系统设备；黄色线条为铜管，铜管里为制冷剂co2；粉红色线条为空气，由风机提供；蓝色线条为水。系统可分为三个部分：黄色制冷剂co2循环、蓝色水循环、粉红色空气部分。1、黄色制冷剂co2循环制冷剂co2首先经过压缩机处理，变成为高温高压co2气体；经过气体冷却器时将

2、热量传给流经气体冷却器的17冷水，变成低温高压的co2气体；经过节流阀时，通过节流作用，使co2气体冷却降压，得到低温低压的co2气液混合体；经过蒸发器时，通过吸收空气的热量变为高温低压的co2气体，但仍有部分液体；最后再通过气液分离器保证只让气体co2进入压缩机再一次循环。2、蓝色水循环经过恒温水箱处理，使得出水为17冷水；利用单相自吸泵将17冷水引入气体冷却器与制冷剂co2进行换热，得到高温热水；再回到恒温水箱进入下一循环。3、粉红色空气部分主要是利用室外空气，吸收空气中热量。注：恒温水箱设备已有能环实验室102可提供，室外侧空气状态由能环恒温恒湿实验室101可提供模拟。四、实验步骤1、开

3、启恒温水箱设备电源，制取所需要的进水水温；保证水进入气冷器处的阀门开启最大，打开系统进水阀门；开启单相自吸泵，使所需水温的冷水流通气体冷却器。2、开启焓差实验室中室外侧系统电源，模拟所需要的空气状态；开启风机，让所需状态的空气流过蒸发器。3、打开电脑excel，开启数据采集仪系统。4、确认手动节流阀阀门开启最大，启动压缩机电源；5、调节进水阀门开度以改变水流量、调节风机调压器以改变风速、调节压缩机频率以改变压缩机转速，从而改变实验工况。6、每次实验工况调节完后等系统稳定30min，再进行数据采集：7、实验完成后，先保存实验数据，关闭数据采集仪；再关闭压缩机电源；然后才能关闭单相自吸泵和风机电源

4、；最后关闭恒温水箱设备和室外侧空气模拟系统。注：压缩机需在风机水泵启动后才能启动，需在风机水泵关闭前就关闭。而风机水泵启停无前后逻辑关系。五、实验系统电控制部分。图2系统控制柜表盘图温度显示屏为温控仪na8810显示屏，其功能主要为测量压缩机出口外壁温度。当温度超过设定温度120时，压缩机自动停机。变频器旋钮为调节压缩机频率。绿色启动按钮分别控制压缩机、自吸泵、风机的启动；红色停止按钮分别控制压缩机、自吸泵、风机的停止。另外，功率计测量压缩机的消耗功率。六、实验数据1、数据采集如下表1、表2所示，每组工况等系统稳定30min后进行数据采集工作，每隔10s采集一组数据，每个工况需采集100组数据

5、进行数据处理分析。表1实验过程中需采集的数据项目名称仪器铭牌功能用途量程采集方法温度各布置测点温度铜-康铜型（t型）热电偶测温度-200300采集仪压力高压侧压力山西阳泉中航牌精密压力表测压缩机出口co2压力0-16mpa读数低压侧压力山西阳泉中航牌精密压力表测压缩机进口co2压力0-10mpa读数流量17供水上海肯特ktlde智能电磁流量计测恒温水箱出水流量0-12m3/h读数玻璃浮子流量计测进入co2系统套管气冷器的进水流量160l/h读数蒸发器侧风速或风量调压器测蒸发器侧风机转速0220v读数频率压缩机频率变频压缩机测压缩机频率20-60hz采集仪功率压缩机功率功率计测压缩机消耗功率01000w采集仪、读数温度压缩机保护装置温控仪na8810测压缩机出口外壁温度-50150读数表2因实验工况不同需要调节的仪器部位调节仪器部位影响参数节流阀开度整个系统温度t、压力p风机处调压器风速即送风量进水阀门开度水流量调位器旋钮压缩机频率实验室102恒温水箱进水水温实验室101室外侧模拟系统送风温湿度2、数据分析制热系数