MWW地下水源热泵性能测试实验

MWW地下水源热泵性能测试实验一、实验目的

1）1.2 1.3 1.4 1.5 熟悉和了解地下水源热泵系统的测试工况和测试方法，增强对地下水源热泵系统的认识；了解带冷凝热回收热泵空调器的实验装置和工作原理；

掌握热泵空调器的实验装置、工作原理和理论循环过程；

初步掌握实验工况的调试方法；

掌握房间量热计法的测试、数据记录、分析、计算方法等。

二、实验内容

1）2）3）4）对传统空调器进行夏季工况下制冷能效比（EER）进行测试；

对冷凝热回收热泵空调器夏季工况下进行制冷能效比（EER）的测试；对对冷凝热回收系统综合性能系数进行测试；

分析比较冷凝热回收系统较传统空调系统的节能潜力。

三、实验原理、方法和手段

3.1 实验原理

房间量热计法测试空调器室内侧制冷量，是通过测定用于平衡制冷量的加热量和漏热量来确定，其原理如图 1 所示。

室外侧

室内侧

Q h

Q c1

t t

Q h1

送风

电加热装置

蒸发器

功率控制输入

图 1 房间量热计法原理图

传统家用热泵空调由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器及其它部件组成，其原理图如图 2 所示。

图 2 热泵空调器原理图

冷凝热回收热泵空调器是由动力机和工作机组成的节能机械，其循环遵循伊卡诺循环，在传统热泵空调器前加装冷凝热回收装置，将空调四大件设计为五大件，其原理图如图 3 所示。

制冷剂环路水环路

图 3 冷凝热回收热泵空调器原理图

压力

R407C 为非共沸混合制冷剂，其循环过程压焓图如图 3 所示。

Pc

Pe

t f t e.1

t c.1 t e.m t c.m t e.2 t c.2

t g

沸点

h f

露点

h g

焓

图 3 R407C 循环过程

3.2 实验设备及测试设备

实验装置主要配置及测试装置精度如表 1 和表 2 所示。

表 1 实验装置主要配置

设备名称 压缩机 蒸发器 规格形式 涡旋式压缩机 铜管铝翅片型换热器 设备名称 循环水泵 水箱 规格形式

轴流式水泵 自制 500L 保温水箱

风冷冷凝器 铜管铝翅片型换热器 室外侧环境室

2m ×2m ×2.5m 水冷冷凝器 节流装置 室内侧风机 室外侧风机 循环水泵 管壳式换热器 手动膨胀阀 轴流式风机 轴流式风机 轴流式水泵

室内侧环境室 模拟热源 模拟冷源 制冷剂 2m ×2m ×2.5m 电热器 空调器 R407C

表 2 测试装置及精度

表 1 测试装置及精度

待测量 温度 压力 功率 体积流量 质量流量

规格形式 热电偶 压力变送器 功率计

涡流流量变送器 科式质量流量计

测量范围 -200-400℃ 0-2.5MPa 0-5kW 0-6m ³/h 0-500 ㎏/h 精度 ±0.5℃ ±0.5kPa ±0.5% ±0.5% ±0.2%

3.3 数据处理方法

漏热系数按公式 1 计算：

F =

√

t1 t2

1

其中 √为电加热器加热量，W; F为漏热系数，W/℃；t1为小室内空气温度，℃；t2为小室外环境空气温度，℃。

房间的漏热量按公式 2-2 计算：

Q lh = F ⊕ (t1 t2 ) 2 其中Q lh为实验时测试小室的漏热量，W; F为漏热系数，W/℃；t1为小室

内空气温度，℃；t2为小室外环境空气温度，℃。

系统制冷量按公式 2-3 式计算：

Q c = Q lh + √ 3 其中Q c为系统制冷量，W； √为电加热器加热量，W；Q lh为实验时测试小

室的漏热量。

能效比 EER 为机组制冷与有效输入功率的比率，按公式 4 计算:

EER = Q c P E 4 式中：EER为制冷性能系数，W/W；Q a为供冷量，W；P E为压缩机消耗的功率，W。

冷凝热回收量为单位时间热水所吸收的热量，按公式 5、6 计算：

Q w = 1.163⋅U (T2 T1) 1000 5 式中：Q w为热水制热量，KW；U为制热水能力，L/h；T2为出水温度，℃；T1为进水温度，℃。

U = V H 6 式中：V为被加热水体积，L；H为加热时间，h。

综合能效系数为在冷凝热回收模式下，系统的总能力（制热量加制冷量）与

有效输入功率的比率，按公式（7）计算：

COP t = (Q w + Q a ) P E 7 式中：COP t为综合能效系数，W/W；Q a为供冷量，W；Q w为热水供热量，W；P E为系统有效输入功率，W。

四、实验准备

1）实验前将实验台通电，使压缩机处于待机状态对压缩机中的油进行预热。

2) 按要求打开所需要调节的阀门。

3) 打开电脑中的数据采集软件

五、实验步骤

1）实验准备工作完成后，首先打开室内侧风机、室外侧风机和室内侧电加

热风机；

2）启动压缩机；

3）通过室内侧加热器和室外侧空调器的调节，使室内侧维持 26℃，室外侧

维持在 35℃；

4）当室内侧与室外侧温度维持要求温度保持 10 分钟后开始记录数据；

5）实验完成后，停机。

六、注意事项及其他说明

手动膨胀阀需要微调，根据压缩机吸气口处温度调节；调压器需要微调，根据室内侧所需温度调节相应的电加热输入功率。

七、思考题

1)分析室外侧温度过高会对热泵空调器性能产生什么样的影响；

2)如何改善和提高热泵空调器的性能;

3)带冷凝热回收的热泵空调器较传统空调器有哪些优势。

八、实验报告

实验报告应包括以下内容：

8.1 8.2 8.3

8.4 8.5 实验目的

实验装置系统图和实验原理说明

实验内容及步骤

记录主要实验数据并计算热泵空调器的能效比 EER 和综合能效系数COP t；误差原因分析