CN103245522B - 一种热泵热水器性能测试用标准水箱 - Google Patents

Abstract

一种热泵热水器性能测试用标准水箱，包括外箱体、内箱体、内外箱体之间有保温材料，箱体上开设供水口、回水口、补水口、透气管、排污口、溢流口、出水口、检修入孔、容量标尺，箱内设置洒水管，洒水管底部固定，上部与箱体上开设的回水口相连，洒水管位于箱内垂直几何中心段上采用均压钻孔，箱体内壁每隔相同高度设有均匀布置的测温盲孔，每个盲孔内分别插入一路温度传感器。洒水管位于箱内垂直几何中心段上采用均匀钻孔，保证箱内冷热水混合均匀。采用多点测试取平均值的方法提高水温测量准确性。

Description

一种热泵热水器性能测试用标准水箱

技术领域

本发明涉及一种热泵热水器和其它热水器的测试装置，尤其是其性能测试用标准水箱。

背景技术

循环式空气源热泵热水器（机）的性能测试时需要一个恒温水箱，水箱中水温的具体数值会影响性能系数COP的计算结果，因此水温测量的准确性直接影响性能系数测量的准确性。现有的水箱恒温和测温技术是当水箱中的水温高于试验用水的温度时，采用制冷机组制冷水与水箱中的水混合产生试验需要的恒温水。当水箱中的水低于试验用水温度时，用加热管加热水箱中的冷水产生试验用恒温水。水箱的测温装置在水箱的某一个部位上布点。这种技术的缺点是水箱中的冷水与热水混合不均匀，使水箱中的不同部位水温相差较大，且将测温装置布在某一点测温不能正确地反应整个水箱中的水温。COP值是空气源热泵热水器的最重要指标，其精度已经要求第二位或第三位小数，必须给空气源热泵热水器提供准确温度和体积的进水，才能保证水箱COP的测量值的准确。

现有的水箱恒温和测温技术是当水箱中的水温高于试验用水的温度时，采用制冷机组制冷水与水箱中的水混合产生试验需要的恒温水。当水箱中的水低于试验用水温度时，用加热管加热水箱中的冷水产生试验用恒温水。水箱的测温装置在水箱的某一个部位上布点。这种技术的缺点是水箱中的冷水与热水混合不均匀，水箱中的不同部位水温相差较大，且在某一点测温不能正确地反应整个水箱中的水温。

本发明创造要解决的技术问题：使水箱中的冷热水混合均匀，多点测量水温并计算取其平均值作为水箱的温度，可以提高空气源热泵热水机性能测试系统的水源侧的测试精度，从而提高标准工况下(空气侧及水源侧)测试循环式空气源热泵热水器（机）的制热能力的测试准确度的效果。采用本发明设计的水箱，可以使实验室在测试空气源热泵热水机（循环式）性能测试时的试验用水温精度优于标准值。

发明内容

本发明目的是，本发明要解决的技术问题在于克服已有技术的不足，提供一种热泵热水器性能测试用大容量的标准水箱，解决冷热水混合不均匀和温度测量不准确的技术问题，尤其是大容量的热泵热水器性能测试用标准水箱。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种热泵热水器性能测试用标准水箱，包括外箱体、内箱体、内外箱体之间有保温材料，箱体上开设供水口、回水口、补水口、透气管、排污口、溢流口、出水口、检修入孔、容量标尺，其特征在于：箱内设置洒水管，洒水管底部固定，上部与箱体上开设的回水口相连，洒水管位于箱内垂直几何中心段上采用均压钻孔，箱体内壁每隔相同高度设有均匀布置的测温盲孔，每个盲孔内分别插入一路温度传感器。

在本发明中，进一步的，所述水箱为圆柱形。

在本发明中，进一步的，所述箱体内胆材料为304#不锈钢，厚度不低于1.2mm。

在本发明中，进一步的，所述外箱体材料为304#不锈钢，厚度不低于0.6mm。

在本发明中，进一步的，所述保温材料为聚氨酯发泡保温材料，其发泡密度不低于40kg，保温层厚度不低于50mm。

在本发明中，进一步的，所述回水管及出水管不锈钢管均采用同一壁厚。

在本发明中，进一步的，所述出水管口位于水箱底部圆中心位置。且补水口位于水箱的上侧位置。回水口也通过管道并联接至补水口。

在本发明中，进一步的，所述水箱底部出水孔处安装一个液位变送器。

在本发明中，进一步的，所述温度传感器为PT100。铂电阻的测量精度是相对最高的。

在本发明中，进一步的，每次测试最少2层盲孔，即不低于8路PT100温度传感器测试水温，取其平均值。

本发明有益效果是：通过将洒水管置于箱内几何中心位置，且采用均匀分布的出水孔，使回水管上下出水流量均匀，使水箱内冷热水混合均匀。同时采用每隔相同高度均布温度传感器，每次测试最少8路传感器测温并取平均值的方法，提高了水温测试的准确度，并且有精确的水箱容积的测量精度，可以给空气源热泵热水器提供准确温度和体积的进水，给COP的测量值的准确提供了坚实的基础。每层多个测温盲孔使大体积的水箱测温更准确。本发明能提供具有1000-1500甚至2000升的大容量的热泵热水器性能测试用标准水箱，混水均匀、温度分布均匀，测温精度大大优于国家标准。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A向剖视图；

图3是图1的俯视图。

具体实施方式：

下面结合附图对发明做更进一步的解释。

如图1和图2所示，本发明的一种热泵热水器性能测试用标准水箱，为保证测试过程中能准确测试水的容积,它采用圆形的箱体，内径上下制作偏差较小，每10cm水柱水容积一致。水箱结构中包括外箱体、内箱体，内外箱体均用304#不锈钢，其中外箱体厚度不低于0.6mm，内箱体厚度不低于1.2mm。具体的内部容积可根据被测试空气源热泵热水机（循环式）制作热水能力来设计，需要满足不低于2小时的产水量，直径和高度等外形尺寸可根据安装场地来设计。内外箱体之间有保温材料13，该保温材料为聚氨酯保温材料，其发泡密度不低于40kg，保温层厚度不低于50mm，减少水箱热量的散失。

在箱体上开设供水口1、回水口2、补水口4、透气管5、排污口6、溢流口7、出水口、检修入孔11、容量标尺孔8和9。箱内设置被试机回水洒水管12，洒水管12底部用M16不锈钢螺丝固定以方便拆卸，洒水管12上部与箱体上开设的回水口2相连，被试机回水洒水管12位于箱内垂直几何中心段上采用均压钻孔，使回水管上下出水流量均匀，保证水箱内冷热水混合均匀。补水口4的内牙需升入水箱内壁，保证洒水管12不挡住补水浮球。内侧回水管及出水管不锈钢管等均采用同一壁厚，其直径根据水流量大小设计，出水管不需钻孔，出水口处位于水箱底部圆中心位置。在水箱的底部出水孔安装一个水压测试用液位变送器3，便于自动测试水箱内部液位，根据液位及内径便可以计算出水箱中水的容积。容量标尺14安装在容量标尺孔8和9之间，采用有机玻璃管制作，以水箱内胆底部作为其刻度基点。所有焊接需拉焊，保证整体美观且箱体不漏水。

如图1和3所示，为准确测试水箱内温度，采用箱体内壁每隔相同高度设有均匀布置的4路（亦可为3路）PT100温度传感器10，通过盲孔（30°角）插入水箱内一定距离。其中，铂电阻的盲孔需与水管供、回水口错开，以免水管阻挡铂电阻插入。每次测试最少2层盲孔，即不低于8路PT100温度传感器10测试水温，取其平均值。盲孔层数的多少根据水箱高度来设计。回水洒水管是多孔管，多孔管下部孔直径大于上部孔直径。

水箱形状采用圆形，内外均采用303#不锈钢板（厚度内部不低于1.2mm，外部不低于0.6mm)，中间为聚氨酯发泡保温材料（发泡密度不低于40kg，保温层厚度不低于50mm）。内部容积可根据被测试空气源热泵热水机（循环式）制作热水能力来设计，需要满足不低于2小时的产水量，直径和高度等外形尺寸根据安装场地来设计。

为了使测试过程中能准确测试水的容积,采用圆形水箱，内径上下制作偏差较小，每10cm水柱水容积一致。

回水管及出水管不锈钢管等均采用同一壁厚（直径根据水流量大小设计），回水洒水管在箱内（垂直几何中心）采用均压钻孔（使回水管上下出水流量均匀），出水管不须钻孔，出水口处位于水箱底部圆中心位置（可与洒水管12连通）。

在水箱的底部出水孔安装一个水压测试用液位变送器，便于自动测试水箱内部液位，根据液位及内径便可以计算出水箱中水的容积。为准确测试水箱内水温，采用每层均布4路PT100温度传感器，通过盲孔（30°角）插入水箱内一定距离；每次测试最少2层盲孔，即不低于8路PT100温度传感器测试水温，取其平均值；盲孔的层数多少根据水箱设计高度来决定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种热泵热水器性能测试用标准水箱，包括外箱体、内箱体、内外箱体之间有保温材料，箱体上开设供水口、回水口、补水口、透气管、排污口、溢流口、出水口、检修入孔、容量标尺，其特征在于：箱内设置洒水管，洒水管底部固定，上部与箱体上开设的回水口相连，洒水管位于箱内垂直几何中心段上采用均压钻孔，箱体内壁每隔相同高度设有均匀布置的测温盲孔，每个盲孔内分别插入一路温度传感器；

水箱底部出水口处安装一个液位变送器；

所述箱体上安装容量标尺孔，设有容量标尺（14）安装在容量标尺孔（8）和（9）之间，采用有机玻璃管制作，以水箱内胆底部作为容量标尺刻度基点；

所述保温材料为聚氨酯发泡保温材料，保温层厚度不低于50mm；

箱体内壁每隔相同高度设有均匀布置的3-4个测温盲孔；

所述出水管口位于水箱底部圆中心位置，连通洒水管。

2.根据权利要求1所述的一种热泵热水器性能测试用标准水箱，其特征在于：所述水箱为圆柱形。

3.根据权利要求1所述的一种热泵热水器性能测试用标准水箱，其特征在于：所述温度传感器为PT100。

4.根据权利要求1所述的一种热泵热水器性能测试用标准水箱，其特征在于：回水洒水管是多孔管，多孔管下部孔直径大于上部孔直径。