空气源热泵冷热水机组运行工的模拟与

1空气源热泵冷热水机组全年运行工况的模拟与分析摘要：对机组的空气侧换热量、水侧换热量、压缩机轴功率和供热性能系数等参数进行综合分析，寻求对空气源热泵冷热水机组结霜特性影响最小的空气侧换热器的结构参数。用变化后的结构参数结合夏季运行工况，其空气侧换热系数、管壁温度、空气侧压降也有所改善。将模拟结果与实验数据进行了比拟，两者吻合很好，进一步验证了所建模型的可靠性。关键词：空气源热泵冷热水机组动态模型稳态模型结霜1空气源热泵冷热水机组模型建立空气源热泵冷热水机组由压缩机、空气侧换热器、水侧换热器、节流机构等设备组成。在质量守恒、能量守恒、动量守恒的根底上，利用空气源热泵冷热水机组的四大部件的数学模型，并利用制冷剂在各部件的进出口状态参数把所建的四个部件模型耦合在一起，就构成了空气源热泵冷热水机组冬、夏季工况的模型。耦合过程中的质量守恒是指各部件中的制冷剂质量流量相等，单位时间内流入某部件的制冷剂质量等于流出该部件的制冷剂质量；能量守恒是指机组的制冷量与压缩机对制冷剂作功之和等于冷凝器的热负荷；动量守恒即压力平衡，是指经过压缩机后制冷剂压力的提高值等于制冷剂在空气侧换热器、膨胀阀、水侧换热器等部件中的压力降之和。悄2湿典型阴冬季书工况带的模胸拟与艘分析出对于从所建奶立的因空气胃源热终泵冷得热水店机组丸的动爪态数掠学模惹型拿[1制]临，采活用计葡算机疼求解切，计颠算工限况见弄表择1迷，计搜算从耽某一亚时刻洲压缩啊机吸哗入口颗开始躁。调猪用各手子程对序，换可以决计算导出空服气侧框换热椅器的尊换热救量以喝及结惧霜等术情况源。采涂我国喘大部四分地魔区处基于季娃风气叨候区柏，热归泵适南宜善应用痒的地厕区湿鞋度普腿遍比凭较大稀，例粱如长折江以播南地妖区，缎相对星湿度穴一般聚都在瘦75啄%以均上，离假设温岁度在右0℃糕左右京，极守易结锐霜。能下面孝将采滋用机咬组的肺动态出数学涝模型拍，分忘别计烈算机岸组在演一些耍典型馅地区脚，如键对于摧重霜鞭区—帝成都捏所对砖应的界工况妖B〔湾0℃危，8漏5%收〕、记一般育结霜商区—隶上海印、杭闲州所怪对应息的工立况C梦〔-筛4℃戒，7临5%跟〕纸[2醋]波，用惭变化讨后的料空气宜侧换悼热器屋的结剩构参炕数，看进一盼步对志空气即源热拖泵冷洪热水诊机组轿结霜获工况炸进行留计算更及分丈析。与2.蛋1狠工况叹B〔毫0℃愧，8久5%亚〕燕稍空气侧侧换剑热器课结构炕参数娇采用趣变化哀后值稼：管码径为届8m状m，而分液临路数浇10颈，管唉间距爬为2塞7.宴4m坟m，勤翅片殃间距津分别最为3飞.5助mm餐和4必mm肤时，蜻与采奶用原贿始的兼结构事参数沙〔管枕径为军10径mm没，分归液路示数1弄0，惩管间蜻距为迅25陵.4刃mm暮，翅园片间先距为有2m闭m〕可相比倾，分肉析空家气源属热泵蓝冷热椒水机谢组结艺霜工获况下合，机伪组性欧能参盼数随锈时间钢的变按化。租燥图1手至图跟4是蚁机组梦空气唇侧换息热量游、水兆侧换渴热量孙、压听缩机乏轴功他率和屯供热亚性能称系数掘随时犬间的破变化刷。由耽图可基见，其水侧怨换热睛量、密压缩耽机轴根功率干和供乳热性诚能系谢数在轮翅片贤间距贫取3刻.5流mm斯时优蜜于翅达片间提距取扶4m古m时耐。查图1演空候气侧管换热申器换炒热量肌随时炼间的陵变化犹图2仆水四侧换聚热器语换热奇量随狸时间所的变夺化惕图3焰压退缩机抗轴功顾率随改时间伶的变贤化程图4逗供浙热性茧能系少数随庄时间伙的变瞎化惠瓦采用并原始绸的结慌构参就数与论变化额后的用结构术参数饮对空类气源吃热泵言冷热纠水机慢组各奏性能爬参数铁的影午响作佣了对荒比，蝶从而秋得出盒结论依：结物构参欧数变弓化后在，机符组运唐行到新35军分钟寒时，俘压缩墓机轴摩功率疏从7致2.载36钞kW路增加何到7补2.甩9k件W，喉增加访了0殖.7员5%却；水普侧换赶热量学从2航85测.8仅43猪kW掀增加刷到2绳87栋kW薪，增苦加了起0.健4%鸡；因且此，纷对于猜工况授B，峰采用型变化钳后的难结构归参数牲〔翅浑片间荣距3允.5悲mm训〕，是机组头结霜凶工况坛性能哀改善促明显酿。绍2.絮2握工况台C〔脉-4守℃，能75块%〕够归空气榆侧换腔热器鸡结构决参数壳变化递后值佛：管村径为季8m慨m，害分液淹路数谊10揭，管冒间距迁为2凯7.裕4m岔m时后，翅坦片间输距分视别取呢2.午5m袖m和锹3m驳m时黎，与恰采用觉原始先的结父构参牛数相瓶比，贩分析牧空气仅源热统泵冷采热水酸机组洁结霜轻工况穗下，浊机组却性能弦参数局随时喝间的佳变化椒。鬼泉图5浑至图狡8是王机组搁空气肝侧换钥热量娇、水誓侧换饱热量避、压渐缩机扛轴功聪率和捡供热玻性能步系数小随时顾间的方变化搞。由括图可岛见，从空气脱侧换兆热量辅、水科侧换局热量知、压跨缩机腰轴功拒率和继供热停性能召系数宿在翅坏片间桌距取捕2.肌5m宇m时蛋明显依优于怎翅片泥间距呆取3酱mm营时。技呆采用报原始算的结爹构参四数与贩变化爆后的问结构择参数犹对机贸组各饿性能苗参数沸的影扰响作望了对枕比，涌从而批得出夺结论高：结阀构参塘数变许化后乖，机法组运蚀行时弓间延份长，妨供热挡性能捉系数环从4优.1膨17使2增败加到嘉4.器12理67绪，增访加了域0.秀27须%；不压缩拿机轴翠功率猪从5蠢9.尽1k勿W增闭加到补59季.5壳5k监W，宋增加恒了0书.7介6%屠；水货侧换个热量炼从2飞43家.3嘱5k旺W增蜜加到族24活5.啄75庙kW组，增小加了液0.南58响%,嫌因此皆，对绑于工援况C津，采现用变薯化后夏的结蹄构参母数〔范翅片环间距闪2.垫5m排m〕轧，机论组结如霜工妹况的崭性能穗改善瘦明显用。悟图5坑空始气侧梨换热愤器换躲热量钱随时缺间的糕变化航图6埋水拢侧换牵热器舱换热怠量随伍时间刻的变玩化凝图7衡压爷缩机办轴功堵率随蛮时间顽的变件化弦图8床供狸热性近能系剪数随拣时间吗的变马化激3保典型溜夏季荐工况丹的模唉拟与舌分析瓶胖通过锤对结勤霜工堵况档B消～锄C债，空乎气侧况换热戏器结只构参严数对尚空气车源热父泵冷俊热水汁机组邪结霜掘特性毙影响祥的计斥算和炊研究挽，得膏出结追论：手采用滤变化怎后的完结构汉参数回，对队机组形性能雀尤其赔是减爪少结恰霜、秩延长忆机组塌运行仁时间晌有明素显效德果。控机组垦夏季员按制烧冷工具况运锈行，词用变蒸化后眯的换符热器桥结构窄参数盒在夏托季工余况对献机组省运行百是否置产生超影响月，下模面分粱别对应工况械B蒜、嘉C珍所对退应的尾夏季贪工况绢D击、尾E斗用变揭化后源结构季参数舰对机爷组进睬行计防算和默验证尼。使3.胞1仿工况肥D谋〔从31技.6惜℃槐，亭86讽%唯〕鸡扯空气词源热倾泵冷选热水沫机组导夏季辩运行牵时，耍空气律侧换怀热器畜作为答冷凝浮器使运用。务空气划侧换吃热器亦是以垮空气典作为停冷却揭介质毛，靠检空气映的温驱升带储走冷社凝热效量。样夏季趟工况邀机组横运行伏时，抚随着扁时间数的变软化，骗机组杠各性间能参郊数基么本不滩改变正，因粪此，塌夏季屑工况隆采用觉稳态奏模型冒进行制计算估。能店图畜9锐至图度10粱分别开为夏粗季工暖况下众，空揪气侧挑换热全器在汪采用驻变化之前后逢的结脚构参越数，龄空气订侧换危热系患数、诊管壁旬温度鹿沿管红长的阁变化宇。可宣以看雁出，佣变化承后的删空气柿侧换议热系昌数明座显增还大，灵空气递侧管匀壁温丹度提食高。是这是询因为红随着古翅片奴间距愉的增普大，各使流电过换涨热器茄的空夸气产待生扰于动变垫化，敢空气妈侧换屑热能辈力增锹强，预冷凝吴热量赖迅速委传递昆给空祖气，搏降低砖了空滔气与缎管壁逆的温胁差。

碍图9栗空烟气侧沈换热肤系数御沿管杜长的办变化狠图1洒0敬空气瓣侧管蛾壁温遇度沿多管长邮的变背化新采用森变化泪后的窑结构道参数邀，对家于夏肌季工桃况D迈，制露冷性斧能系咱数为音4.键59吹，制泰冷量生为3羽39健.1搭15取kW吼，空霉气侧侵平均偷温度张为3赔5.万58委5℃吴，平渔均相爆对湿例度为致71收.3戚%。询这是谣由于败空气码侧换事热器趟作为疼冷凝瓣器向便空气武中传浩递冷败凝热抓量，迟使空泉气温挥度升被高，倘绝对矩含湿辩量不讨变，负相对通湿度枣降低大。复围因此啦，对厅于夏房季工欣况D早，机乔组空踏气侧引换热昆器采街用变皆化后嘱的结漠构参平数，答机组滴紧凑致性差潜，设寇备庞蝶大，股空气舅侧压伞降从顶31手9.浆02善8P俭a降蔬低到疫24奏4.战54祝Pa情，降像低了抱23劣.3渴%，棕空气半侧管淘壁温秧度也腰升高平了5青.6挪5%摆，使敢管壁华温度假与空哲气温债度的朋温差化减小攀，空较气侧齿换热骄系数扰增大鲜，强体化了雀空气展侧换吨热。泳3.投2僚工况宰E〔煮34忆℃，充83酿%〕铺兆图1港1至虎图1蔑2分星别为垦空气继侧换同热器肉结构全参数宣在变厨化前湿后空厘气侧尘换热产系数当、空福气侧宽管壁看温度陶沿管突长的腿变化伪。可笑以看干出，哥变化编后的筛空气勉侧换级热系励数明堡显增叔大，厦空气却侧管寸壁温誉度提镰高。

腥图1珠1歌空气嫁侧换夜热器触换热亭系数扰沿管迈长的招变化

由图1禽2颈空气生侧管惧壁温猪度沿钉管长扛的变置化电因此筒，用是变化读后的跟结构年参数聋，对销于夏攻季工胖况E晶，制拍冷性针能系爱数为才4.带59湿，制孟冷量底为3钥39控.1灭15治kW蹲，空天气侧覆平均捞温度采为3食7.汪57皆1℃捎，平国均相阁对湿探度为帝69幻.1皆%。亮这是占由于碑空气莫侧换烂热器纵作为闲冷凝冠器使夹用，坚向空坊气中握传递拦冷凝悼热量凶，使短空气晌温度博升高板，绝洽对含有湿量店不变克，相素对湿肢度降液低。奥除机且组紧感凑性狗差，雷设备把庞大报，空伐气侧多压降挺从3诉22没.2谣89惜Pa炸降低乔到2朋64践.4鞋36解Pa比，降泛低了递17坊.9蔑5%怒，管淡壁温没度升爹高6菊.4疤%，伙使管碌壁温侦度与办空气税温差袭减小叛，空升气侧创换热被系数易增大牛，强梯化空车气侧亭换热垃。荒4业结论贫乓在质个量守水恒、送动量晓守恒四、能浅量守奇恒的稀条件子下建机立了洲空气欲源热咽泵冷牲热水嚷机组半全年愤运行雀工况奉的数紫学模葱型。宾采用蹄该模组型对闭机组阅的冬酷季工蜜况B组、C讲进行渡了计银算分衡析，胳通过灵改变纸翅片剪管换衰热器轧的片戚距、个管径债、管脾间距御等结护构参倚数，喉从减劈少结张霜量容，延幸缓结其霜，熊延长帖融霜厨时间纯间隔转为出谷发点束，采仰用变头化后旺的换姓热器寒结构鞋参数隐，计矿算分间析各研参数层对空堪气源伪热泵比冷热秀水机竹组性顽能的慰影响拥，得聋到了诚机组锅的空天气侧社换热蓬量、牙水侧棚换热盼量、拖压缩摘机轴续功率造和供胆热性遗能系礼数随瞎时间自的变羊化掌规律劣。结颗合夏贝季工氧况，镰运用监变化闻后的易换热边器结宝构参推数，雪采用古夏季墨稳态期模型中对机肝组的队夏季庭工况敌进行恋计算他分析堵，得征到了解机组南空气煤侧换没热系音数、曲空气屑侧管愧壁温坐度等长的变弃化规映律。兽肠模拟染结果晃说明队，处菜于重碗霜区右的成屠都所今对应灾的冬熟季工竞况B罗〔0健℃，爷85问%〕温，相今对湿吉度比眼较高屋，冬袋季温拢度处婶于易奇结霜货温度蓄范围珍内，盘得出滥结构盟参数伯：翅盖片间隶距取巨3.岛5m称m，荐管径坝取8女mm朝，分裙液