本發(fā)明涉及熱泵熱水器，尤其涉及一種熱泵熱水器制熱量檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

1、熱泵熱水器是一種基于逆卡諾循環(huán)，通過制冷劑在蒸發(fā)器和冷凝器之間的循環(huán)，將低溫?zé)嵩粗械臒崮苻D(zhuǎn)移到高溫?zé)嵩粗?，從而加熱水溫的設(shè)備。然而，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中所提供的測試方法和測試裝置受到管道及標(biāo)準(zhǔn)水箱漏熱的影響，其本身存在著較大的測試不確定度，所測得的結(jié)果偏差較大、一致性較差。

2、針對上述問題，授權(quán)公告號為cn106768495b的專利文件公開了一種商用循環(huán)熱泵熱水器性能測試裝置及測試方法，該裝置包括出水口測溫元件、進(jìn)水口測溫元件、標(biāo)準(zhǔn)水箱、三通閥和連接管路，三通閥的三個(gè)口分別與被測機(jī)的出水管路、恒溫水進(jìn)水管路以及標(biāo)準(zhǔn)水箱連接，三通閥與標(biāo)準(zhǔn)水箱之間的進(jìn)水管路上設(shè)置有流量計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)水箱的出水管路上設(shè)置有水泵，通過所測得的進(jìn)出口水溫和水流量直接計(jì)算被測機(jī)的熱泵制熱量，通過三通閥和流量計(jì)控制注水量，減少了測試過程中的干擾因素，提高了熱泵制熱量的測試精度。

3、然而，對于配備水箱的熱泵熱水器而言，多為靜態(tài)加熱式，主要是通過在水箱內(nèi)部預(yù)埋制熱盤管，利用制熱盤管將冷媒的熱量傳遞給水箱內(nèi)的水，實(shí)現(xiàn)對水箱內(nèi)水的加熱，而水箱內(nèi)水的流動性差，因此，水箱內(nèi)的水只能依靠靜態(tài)傳熱，使得其受熱不均勻，存在明顯的溫度梯度，導(dǎo)致產(chǎn)品自帶傳感器所檢測到的水溫并非真正意義上的水箱平均溫度，從而導(dǎo)致測試完畢后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求混水后水箱的溫度超出55±0.5℃的要求，試驗(yàn)失敗，需要投入額外的時(shí)間、人力和物力資源來重新進(jìn)行試驗(yàn)，導(dǎo)致其性能測試的成本增加；此外，上述測試裝置和測試方法是通過測量主機(jī)進(jìn)出口水溫、循環(huán)水流量和制熱時(shí)間計(jì)算主機(jī)側(cè)制熱量的，其并未考慮管路及水箱的漏熱與蓄熱，使得其測試結(jié)果與實(shí)際使用時(shí)存在較大偏差，失去實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種熱泵熱水器制熱量檢測裝置及檢測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中熱泵熱水器性能測試中無法實(shí)現(xiàn)對熱泵熱水器測試時(shí)長和水箱平均溫度的精準(zhǔn)控制，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗、測試成本增加的技術(shù)問題。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供的熱泵熱水器制熱量檢測裝置采用如下技術(shù)方案：

3、一種熱泵熱水器制熱量檢測裝置，包括水箱進(jìn)水口溫度傳感器和水箱出水口溫度傳感器，還包括：

4、流量計(jì)，其設(shè)置在熱泵熱水器主機(jī)與水箱之間的冷媒回液管上，以用于測量冷媒流量；

5、取樣罐，其設(shè)置在所述冷媒回液管上，以用于對所述冷媒回液管中的冷媒和油的混合物取樣；

6、冷媒管進(jìn)水箱溫度傳感器和冷媒管出水箱溫度傳感器；

7、壓力傳感器，其數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)壓力傳感器分別位于冷媒管進(jìn)水箱溫度傳感器和冷媒管出水箱溫度傳感器處；

8、電加熱罐，其串聯(lián)在水箱的進(jìn)水口與出水口之間，電加熱罐內(nèi)可拆卸地安裝有電加熱管；

9、循環(huán)水泵，其串聯(lián)在所述電加熱罐與水箱之間；

10、所述電加熱管的供電端連接有電能積分表。

11、本發(fā)明所提供的熱泵熱水器制熱量檢測裝置的有益效果是：通過在水箱進(jìn)、出水口分別設(shè)置溫度傳感器，并在水箱進(jìn)出水口之間設(shè)置電加熱罐和循環(huán)水泵，可以通過水箱中水的重量、水溫變化、水的比熱容、電加熱罐中電加熱管的加熱功率以及加熱時(shí)間，計(jì)算得到水箱的漏熱及蓄熱的標(biāo)定；通過在冷媒回液管上加裝流量計(jì)和取樣罐，利用取樣罐進(jìn)行冷媒取樣，利用流量計(jì)采集冷媒流量數(shù)據(jù)，利用冷媒管上的溫度傳感器和壓力傳感器測得冷媒進(jìn)、出水箱的溫度及壓力，由壓力溫度可查表得到冷媒的焓，取樣結(jié)束后稱重，并回收取樣罐中的冷媒，得到冷媒在混合物中比重及密度，由冷媒重量、冷媒流量以及焓差可計(jì)算得到冷媒制熱量；由水的比熱容、重量以及溫度變化可得到水升溫至目標(biāo)溫度所需要吸收的總熱量，將總熱量跟每秒冷媒側(cè)累積制熱量進(jìn)行比較，兩者相等時(shí)，機(jī)組停止工作，即可得到滿足溫度要求的水，實(shí)現(xiàn)對熱泵熱水器測試時(shí)長和水箱平均溫度的精準(zhǔn)控制。

12、進(jìn)一步地，所述取樣罐上設(shè)置有加熱帶。

13、有益效果：冷媒在回收時(shí)會蒸發(fā)吸熱，為了使冷媒充分蒸發(fā)，避免液態(tài)冷媒帶油被回收，在取樣罐上設(shè)置加熱帶，可維持取樣罐內(nèi)所抽取的冷媒的溫度恒定，以提高檢測的準(zhǔn)確性。

14、進(jìn)一步地，所述加熱帶為片狀加熱帶。

15、有益效果：片狀加熱帶設(shè)計(jì)緊湊，加熱元件分布均勻，能夠快速地將熱量傳遞給被加熱物體，實(shí)現(xiàn)快速升溫的目的，且片狀加熱帶具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，能夠在加熱過程中最大限度地減少熱量損失，提高熱效率。

16、一種熱泵熱水器制熱量檢測方法，包括如下步驟：

17、s1：標(biāo)定水箱的漏熱及蓄熱：

18、a、測定空水箱的重量和裝滿水時(shí)的重量；

19、b、排空水箱，在水箱的進(jìn)、出水口之間串聯(lián)電加熱罐和循環(huán)水泵，并在進(jìn)、出水口分別設(shè)置溫度傳感器，在加熱管的供電端連接電能積分表，之后向水箱內(nèi)注滿水，水溫為，參照被測熱泵熱水器主機(jī)標(biāo)稱的制熱量設(shè)定電加熱罐的加熱功率p標(biāo)，并設(shè)定循環(huán)水泵的流量，之后通電運(yùn)行，將水加熱至溫度，并記錄加熱時(shí)間；

20、c、根據(jù)公式（1）計(jì)算；

21、s2：根據(jù)s1稱重得出的水質(zhì)量和水溫差，通過公式（2）計(jì)算出水加熱需要的熱量；

22、s3：測定冷媒側(cè)熱泵制熱量：

23、a、排空水箱及管路內(nèi)的水，拆除電加熱罐中的電加熱管，并在進(jìn)水箱冷媒管上加裝壓力和溫度傳感器，在儲水箱冷媒管上加裝壓力和溫度傳感器、流量計(jì)和取樣罐；

24、b、對冷媒管路抽真空后充注廠家聲稱重量制冷劑，再多充注重量的制冷劑，之后對水箱注水，水溫為，待焓差實(shí)驗(yàn)室工況穩(wěn)定后開機(jī)，同時(shí)開始采集冷媒流量和冷媒進(jìn)、出水箱的溫度及壓力，待熱泵熱水器穩(wěn)定運(yùn)行t1時(shí)間后開始取樣，取樣罐的重量為，其在插入取樣口連續(xù)取樣t2時(shí)間后拔出稱得重量，取樣罐內(nèi)冷媒回收完畢后的重量為，待水箱內(nèi)水溫達(dá)到時(shí)，關(guān)閉熱泵熱水器并記錄時(shí)間，每秒測量一次進(jìn)、出水箱冷媒管上的壓力和溫度，并根據(jù)壓力溫度查詢焓值表查出其對應(yīng)的焓值，進(jìn)一步計(jì)算出進(jìn)、出焓值差；

25、c、根據(jù)公式（3）計(jì)算得到制冷劑側(cè)的制熱量；

26、s4：根據(jù)公式（4）計(jì)算制冷劑側(cè)所需制造出的制熱量，當(dāng)?shù)闹档扔诘闹禃r(shí)，停止機(jī)組運(yùn)行。

27、本發(fā)明所提供的熱泵熱水器制熱量檢測方法的有益效果是：

28、1、通過測定空水箱的重量與其裝滿水時(shí)的重量，在進(jìn)、出水口分別設(shè)置一個(gè)溫度傳感器，設(shè)定電加熱罐中電加熱管的加熱功率、設(shè)定循環(huán)水泵的流量，之后將水加熱至目標(biāo)溫度，由加熱功率可算出電加熱管產(chǎn)生的熱量，由水的比熱容、水的重量、溫度變化值以及加熱時(shí)間，可計(jì)算得到水箱的漏熱及蓄熱的標(biāo)定；

29、2、通過在冷媒回液管上加裝流量計(jì)和取樣罐，并拆除電加熱罐中的電加熱管，對空的取樣罐稱重，利用流量計(jì)采集冷媒流量數(shù)據(jù)，利用溫度傳感器和壓力傳感器測得冷媒進(jìn)、出水箱的溫度及壓力，根據(jù)壓力溫度可查表得到冷媒的焓，利用取樣罐對冷媒回液管內(nèi)的液體進(jìn)行連續(xù)取樣，取樣結(jié)束后稱重，之后回收取樣罐中的冷媒，回收后稱重，可得到冷媒在混合物中比重及密度，由冷媒重量、冷媒流量以及焓差即可得到冷媒制熱量；

30、3、根據(jù)水的比熱容、重量以及溫度變化可得到水升溫至目標(biāo)溫度所需要吸收的總熱量，由總熱量跟每秒冷媒側(cè)累積制熱量進(jìn)行比較，兩者相等時(shí)，機(jī)組停止工作，即可得到滿足溫度要求的水。

31、進(jìn)一步地，所述公式（1）為：，式中：—水箱的漏熱及蓄熱的標(biāo)定，單位為kj；—電加熱功率，由加熱周期內(nèi)電能積分耗電量計(jì)算得出，單位為kw；—平均溫度下水的比熱容，單位為kj/(kg·℃)；—注滿水后水箱和水的重量，單位為kg；—空水箱的重量，單位為kg；—初始水溫度，即計(jì)時(shí)點(diǎn)開始時(shí)水箱內(nèi)水的平均溫度，單位為℃；—終止水溫度，即計(jì)時(shí)點(diǎn)結(jié)束時(shí)水箱內(nèi)水的平均溫度，單位為℃；—加熱時(shí)間，即計(jì)時(shí)點(diǎn)計(jì)時(shí)開始到計(jì)時(shí)結(jié)束所用的時(shí)間，單位為h。

32、進(jìn)一步地，所述公式（2）為：，式中：—水加熱需要的熱量，單位為kj；—平均溫度下水的比熱容，單位為kj/(kg·℃)；—注滿水后水箱和水的重量，單位為kg；—空水箱的重量，單位為kg；—初始水溫度，即計(jì)時(shí)點(diǎn)開始時(shí)水箱內(nèi)水的平均溫度，單位為℃；—終止水溫度，即計(jì)時(shí)點(diǎn)結(jié)束時(shí)水箱內(nèi)水的平均溫度，單位為℃。

33、進(jìn)一步地，所述公式（3）為：，式中：—制冷劑側(cè)動態(tài)制熱量之和，單位為kj；—取樣罐的重量，單位為kg；—冷媒、油和取樣罐的總重量，單位為kg；—油和取樣罐的總重量，單位為kg；—取樣罐的容積，單位為m3；—冷媒和油的混合物的流量，單位為m3/s；、—進(jìn)、出水箱冷媒的焓，通過壓力溫度表查詢得到，單位為kj/kg。

34、進(jìn)一步地，所述公式（4）為：，式中：—水箱的漏熱及蓄熱的標(biāo)定，單位為kj；—水加熱需要的熱量，單位為kj；—制冷劑側(cè)熱泵制熱量，單位為kj。

35、有益效果：水箱的漏熱及蓄熱的標(biāo)定為定值，水加熱需要的熱量也為定值，因此，二者相加所得到的制冷劑側(cè)熱泵制熱量也為定值，將制冷劑側(cè)熱泵制熱量作為衡量熱泵熱水器內(nèi)的水加熱至目標(biāo)溫度，為熱水器內(nèi)的水是否加熱至目標(biāo)溫度的評估和判斷提供了清晰、具體的參照點(diǎn)。

36、進(jìn)一步地，所述溫度為55±0.5℃。

37、進(jìn)一步地，所述熱水器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間t1為30min，所述連續(xù)取樣時(shí)間t2為5min。

38、有益效果：先將熱水器穩(wěn)定運(yùn)行30min，可以確保熱水器內(nèi)部系統(tǒng)達(dá)到平衡，減少因系統(tǒng)不穩(wěn)定而導(dǎo)致的測試誤差，使測試結(jié)果具有代表性。

39、通過上述設(shè)置，本發(fā)明完成了對現(xiàn)有熱泵熱水器制熱量檢測裝置和檢測方法的改良升級，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中熱泵熱水器性能測試中無法實(shí)現(xiàn)對熱泵熱水器測試時(shí)長和水箱平均溫度的精準(zhǔn)控制，導(dǎo)致試驗(yàn)失敗、測試成本增加的技術(shù)問題。