基于仿真的R417A热泵热水器蓄热水箱优化设计.pdfVIP

FLUID MACHINERY Vo1．38，No．9，2010 文章编号： 1005—0329(2010)09—0064—05 基于仿真的R417A热泵热水器蓄热水箱优化设计 王 祥，刘 颖，王 芳，李国云，邬志敏 (上海理工大学，上海 20093) 摘 要：采用FLUNT耦合显示求解器，对一个采用R417A工质的热泵热水器蓄热水箱内的速度场、温度场及热流密度 分布进行了数值模拟，得出水箱内水温随机组运行时间的变化及各阶段水箱内温度场及速度场的整体分布情况 ，对产生 水温明显分层和涡流等现象的原因进行了分析。结果显示，温度场与速度场相互耦合能促进水温分布的均匀性。通过 试验验证了数值模拟结果的正确性，并提出蓄热水箱优化设计的建议。 关键词：R417A；热泵热水器；蓄热水箱 ；工质替代；仿真；优化设计 中图分类号： TB657．5 文献标识码： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．09．016 Optimum DesignoftheStorageW aterTank ofHeatPumpW aterHeater UsingR417A Basedon Emulation WANG Xiang，LIU Ying，WANG Fang，LIGuo—yun，WU Zhi·min (UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai20093，China) Abstract： Thedistributionofthevelocitypattern，temperaturefieldandheatflowdensityofastoragewatertankofheatpump waterheaterusingR417AweresimulatedwithFLUNT．Thetemperatureehan~ngwiththerunningtimeandthedistributionofve- locitypattern，temperaturefieldforeachstagewere百ven，whilethephenomenaofthethermalstratificationandvortexWereana- lyzed．Itisshownthatthecouplingoftemperaturefieldwithvelocityfieldcouldpromotetheuniformityofthetemperaturedistribu’ tion．Thevalidityofnumerical simulationwasverifiedbytheexperimentalstudyandhtesuggestionofoptimum designwasgiven． Keywords： R417A；heatpumpwaterheater；storagewatertank；refrigerantsubstitution；emulation；optimum design 1 引言 者对其蓄热水箱进行了一系列研究。Hiller 和 Shao3等人模拟和预测动态用水过程，并进行了 热泵热水器作为一种新兴的产品，具有高效、 全年的能耗及经济性分析等。Minsungkim4【等 节能、环保等特点，正在成为国内外热水器行业的 对空气源热泵热水系统的热力学性质进行了研 主流产品。目前，国内热泵热水器常用的制冷工 究，在对压缩机和水箱的处理上采用了集总参数 质为R22等HCFCs类物质，随着 《蒙特利尔协议 模型。HoracioA．Vielrno 对 圆柱形水箱进行了 书》规定 日期的临近，R22面临被淘汰。因此，开 模拟和实验研究，采用一维和二维不同的模型进 展热泵热水器领域的工质替代和部件优化研究具