探讨关于循环式热泵热水器性能测试结果的影响因素讲解

循环式热泵热水器性能测试方法探讨

施慧

（嘉兴威凯检测技术有限公司嘉兴314000）

摘要：本文依据国标GB/T 21362-2008《商业或工业用及类似用途的热泵热水器》中的检测方法，针对擎天实业公司制造的QZSS100005-10HP型号试验系统设计，通过试验数据的比较，探讨循环式热泵热水器性能测试结果的影响因素，并提出设备改造相关意见。

关键词：循环式；热泵热水器；性能测试；制热量

An I nvestigation on I nfluence F actors of T esting R esults of the

P erformance on C irculating H eat P ump W ater H eater

Abstract: According to the detection method in the national standard GB/T 21362-2008 heat pump water heaters in the utilize of commerce or industry similar purposes, this paper compare s the test data to explore the influence factors of test results of the performance on the circulating heat pump water heater, the QZSS100005-10HP model test system design manufactured by Kinte I ndustrial Co., Ltd. Finally, the relevant comments on the modification of the equipment are proposed.

Key words: circular; heat pump water heaters; performance testing; heating capacity

0 引言

随着全球工业化进程的推进，不可再生资源的消耗空间极大缩小，国际上对于节能减排的呼声越来越高。为应对国际社会的压力，同时也为处于自我恢复期的家电行业注入新的能量,我国政府积极推动家用电器行业节能技术的创新，热泵热水器能效标准GB29541-2013《热泵热水机（器）能效限定值及能效等级》正是在这样的背景下正式实施。

热泵热水器是继燃气、电热、太阳能热水器之后的“第四代热水器”，是新型的绿色能源产业，与前三代热水器产品相比，它不仅安全、节能、环保，同时很好的解决了传统太阳能产品受区域和季节影响的问题。因此，热泵热水器以其高效、节能、环保、方便等优点必将成为未来热水器产品发展的方向。不断完善热泵热水器的性能测试方法，提高能效测试结果的准确度成为检测机构的职责和使命。

1 试验系统及测试方法简介

1.1试验系统介绍

本文采用擎天实业公司制造的QZSS100005-10HP型性能测试系统依据国标

要求进行测试研究。该测试系统作为商用空调综合试验室的一部分，由恒温水箱、冷水机系统、电磁流量计、流量阀、系统内嵌水泵和标准水箱组成。通过冷水机系统和恒温水箱的循环加热达到所需的初始水温（一般略低于标准要求的初始温度），计算机通过调节流量阀的口径与时间来确定提供给标准水箱的试验水量。

1.2被试机组参数

本次试验被试机组KFXRS-18II 为一循环加热式热泵热水器，不带水泵，额定电压380V ，额定频率50Hz ，额定制热量18.8kW ，名义产水量390L/h ，平均输入功率

2 分析各因素对测试结果的影响

2.1标准水箱和管道的漏热量和蓄热量

机组制热量的计算：

2112h 10003600)t -t (Q Q H G C Q ++⨯⨯÷⨯⨯=）（ (1)

公式中，1Q 和2Q 的数值难以获得准确值，并且对结果会产生较大的偏差。其中的Q1作为标准水箱和管道蓄热，标准中其计算公式为：

∑=-=n

0i 12i i 1t t ）（G C Q （2）

i C ——平均温度下管道和水箱各部件的比热容，单位为焦耳每千克摄氏度【J/（kg ·℃）】；

i G ——管道各部分的质量，单位为千克（kg ）；

从表1中不难看出，对于同一套系统在同种测试方法下，其水箱和管道漏热量基本恒定，而漏热能量会因为试验水量导致试验时间的增加而成正相关。而表2的情况却与表1截然相反，水箱和管道的蓄热能量基本恒定，而两者的蓄热量随着试验水量的增加而减少。分析其原因：一方面，水箱和管道对外界进行的热交换基本稳定。从环境角度考虑，试验工况一直维持在干球（20±1）℃，湿球温度（15±0.5）℃。从设备自身考虑，管道外壁用隔热材料包裹，保温效果较好，用热电偶进行测量管道外壁温度基本与环境工况相当。而标准水箱的外壁温度变化如图2，变化较为平缓，并且在不同试验水量的情况下，变化曲线保持一

致；另一方面，决定蓄热能量1Q 的因素都为恒定值。依照公式（2）所示，如果在同一个测试系统和工况环境下，起决定1Q 的平均温度下管道和水箱各部件的比热容i C 和管道各部分的质量i G 两值为定值。另外，试验要求的初始水温（15±0.3）℃和终止水温（55±0.3）℃的温差△t 控制在（40±0.6）℃。

按照标准GB29541-2013对能源效率等级的规定，基本每个等级间COP 差值为0.2。因此，管道、水箱的漏热量和蓄热能量由我们试验系统自身决定，其准确性就显得尤为重要。

图2.试验过程中标准水箱外壁温度的变化曲线

2.2循环水流量

根据国标GB/T 21362-2008《商业或工业用及类似用途的热泵热水器》循环水流量的值由在机组名义制热量条件下，假设循环水的热水机换热端温升5℃计算得到：

586.0q n v ÷⨯=Q （3）

v q ——循环水流量，单位为立方米每小时（m3/h ）；

n Q ——热泵热水机名义制热量，单位为千瓦（kW ）。

之所以标准中明确规定循环水流量，是因为实际进行性能测试的过程中，水流量的大小会对整个加热周期以及最终的COP 值产生较大影响。表3对被测机组在水流量作为唯一变量的情况下，COP 值随着流量的增加而变大。