CN107014630A - 一种测试水源热泵装置性能的模拟系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种测试水源热泵装置性能的模拟系统及测试方法，用以解决目前很难测试不同工况下不同因素对水源热泵装置性能的影响的问题。该模拟系统包括：水源热泵装置，用于模拟水源提取系统的供水单元，以及具有保温效果、且温度可调的环境模拟间；水源热泵装置包括压缩单元，第一换热器，双向热力膨胀阀和第二换热器；其中，模拟系统中的所有部件均可任意拆卸更换。本发明提供了一种相对简易，便于安装拆卸，对环境、供水温度等多种性能参数可精确控制稳定，可以满足测试水源热泵装置在不同工况下性能的模拟系统，进而可以根据建筑周边环境、负荷情况等选择最优方案，为建筑空调方案制定提供了基本依据。
Description
技术领域
本发明涉及水源热泵装置领域，特别涉及一种测试水源热泵装置性能的模拟系统及测试方法。
背景技术
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为热源，利用地球水体自然散热后的低温水作为冷源，进行能量转换的供暖空调系统。水源热泵在利用水源的过程当中，只是交换热量，水质几乎没有发生变化，经回灌至地层或重新排入地表水体后，不会造成原有水源的污染。地球表面或浅层水源的温度一年四季相对稳定，一般为1025℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，水源热泵同时解决了空调系统的冷热源，保证了系统的高效性和经济性。
目前，小型的水源热泵装置可以应用在住宅建筑中，尤其使用于别墅建筑中。虽然水源热泵装置是一种节能的技术，但不一定只要采用这种空调系统就一定达到预期的效果，在使用这种空调系统前必须对其系统性能进行分析。现有技术中很难测试不同工况下不同因素对水源热泵装置性能的影响。
发明内容
本发明实施例提供了一种测试水源热泵装置性能的模拟系统及测试方法，用以解决目前很难测试不同工况下不同因素对水源热泵装置性能的影响的问题。
基于上述问题，本发明实施例提供了一种测试水源热泵装置性能的模拟系统，该模拟系统包括：水源热泵装置，用于模拟水源提取系统的供水单元，以及具有保温效果、且温度可调的环境模拟间；所述水源热泵装置包括压缩单元，第一换热器，双向热力膨胀阀和第二换热器；其中，
所述第一换热器和所述第二换热器中均设置有制冷剂，且所述第一换热器和所述第二换热器的类型不同；
所述压缩单元的一端与所述第一换热器相连，另一端通过所述双向热力膨胀阀与所述第二换热器相连；所述压缩单元用于压缩和输送制冷剂从低温低压处到高温高压处冷剂；
所述供水单元与所述第一换热器中的盘管相连，所述供水单元用于为所述第一换热器提供能够进行热量交换的水源；
所述第二换热器设置在所述环境模拟间中；所述第二换热器通过所述双向热力膨胀阀与所述第一换热器相连；
所述模拟系统中的所有部件均可任意拆卸更换。
较佳的，所述第一换热器为蒸发器，且所述第二换热器为冷凝器；或，
所述第一换热器为冷凝器，且所述第二换热器为蒸发器。
较佳的，所述水源热泵装置还包括：制冷剂质量流量计；
所述制冷剂质量流量计的一端与所述双向热力膨胀阀相连，另一端与所述第一换热器相连。
较佳的，所述压缩单元包括：压缩机主体，分别与所述压缩机主体的两端相连的油分离器和气液分离器，以及用于改变所述水源热泵装置中制冷剂流向的四通阀；
所述四通阀的第一端与所述油分离器相连；
所述四通阀的第二端与所述第一换热器相连；
所述四通阀的第三端与所述气液分离器相连；
所述四通阀的第四端与所述第二换热器相连。
较佳的，所述供水单元包括：恒温水箱，设置在所述恒温水箱内部的电加热器，设置在所述恒温水箱出水口的循环水泵，设置在所述恒温水箱回水口的水流量计，用于控制所述恒温水箱中补给水量的补水阀，用于排除所述恒温水箱中杂质的排污阀。
较佳的，该模拟系统还包括：设置在水流量计两端的调节阀，设置在所述循环水泵两端的调节阀，设置在第一换热器两端的调节阀，以及设置在所述第二换热器两端的调节阀。
较佳的，所述环境模拟间包括：室内环境模拟间，以及室外环境模拟间；
所述水源热泵装置还包括：与所述第二换热器的类型相同的第三换热器；
所述第二换热器设置在所述室内环境模拟间中；
所述第三换热器设置在所述室外环境模拟间中；
所述第三换热器的一端与所述第一换热器相连，另一端通过所述双向热力膨胀阀与所述第二换热器相连。
本发明实施例提供的一种应用于本发明实施例提供的上述测试水源热泵装置性能的模拟系统的测试方法，该方法包括：
根据所述模拟系统中水源热泵装置，供水单元，以及环境模拟间中任意一个或多个部件中对应的任意参数变化，测试预设的用于评价所述水源热泵装置性能的性能参数。
较佳的，所述性能参数包括但不限于下列参数中的部分或者全部：
水源热泵装置中的性能参数：蒸发压力，蒸发温度，冷凝压力，冷凝温度，压缩机主体的功率，第一换热器两端的水温差值，制冷剂的质量流量，压缩机主体进出口的制冷剂温度，热力膨胀阀两端的制冷剂温度，第二换热器两端的制冷剂温度，压缩机主体进出口的制冷剂压力，热力膨胀阀两端的制冷剂压力；
供水单元中的性能参数：供水的温度，供水的水流量，供水的水质，循环水泵的功率，以及供水的稳定性；
环境模拟间中的性能参数：室内环境模拟间中环境干球温度，以及室外环境模拟间中环境干球温度。
较佳的，所述水源热泵装置中的第一换热器为蒸发器，且第二换热器为冷凝器。
较佳的，根据下列方式确定所述水源热泵装置的制热量：
将所述第一换热器两端的水温差值与所述供水的质量流量、水的比热容的乘积作为所述制热量的数值；或，
确定所述第二换热器中制冷剂进口比焓与制冷剂出口比焓的差值，并将所述差值与制冷剂质量流量的乘积作为所述制热量的数值。
较佳的，根据下列方式确定所述水源热泵装置的制热系数COP：
将所述制热量与所述模拟系统的耗功量的比值作为COP的数值；
其中，所述模拟系统的耗功量包括所述供水单元的耗功量、以及所述压缩单元的耗功量。
较佳的，根据所述水源热泵装置在使用不同制冷剂时测得的下列参数的数值，确定能够使所述水源热泵装置性能最优的制冷剂：
所述水源热泵装置的制热量，所述水源热泵装置的COP，或所述水源热泵装置的功率消耗。
较佳的，当供水的温度和供水的水流量一定时，随着室内环境模拟间中环境干球温度的升高，所述冷凝压力、冷凝温度、压缩机主体的耗功量均升高，所述水源热泵装置的COP下降。
较佳的，当室内环境模拟间中环境干球温度和供水的水流量一定时，随着供水的温度的升高，所述蒸发压力、蒸发温度、制热量均会升高，所述水源热泵装置中压缩机主体的耗功量下降，COP升高。
较佳的，当室内环境模拟间中环境干球温度和供水的温度一定时，随着供水的水流量的升高，所述蒸发压力、蒸发温度、制热量均会升高，所述压缩机主体的耗功量下降，所述水源热泵装置的COP升高。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的模拟系统及测试方法中，提供了一种相对简易，便于安装拆卸，对环境、供水温度等多种性能参数可精确控制稳定，可以满足测试水源热泵装置在不同工况下性能的模拟系统，进而可以根据建筑周边环境、负荷情况等选择最优方案，为建筑空调方案制定提供了基本依据。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种测试水源热泵装置性能的模拟系统的基本结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种测试水源热泵装置性能的模拟系统的详细结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的测试水源热泵装置性能的模拟系统及测试方法中，提供了一种相对简易，便于安装拆卸，对环境、供水温度等多种性能参数可精确控制稳定，可以满足测试水源热泵装置在不同工况下性能的模拟系统，进而可以根据建筑周边环境、负荷情况等选择最优方案，为建筑空调方案制定提供了基本依据。
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为了清楚的说明本发明实施例提供的水源热泵装置性能测试的方法，先从测试水源热泵装置性能的模拟系统的角度进行介绍，再介绍应用该模拟系统进行水源热泵装置性能测试的方法，但这并不意味着二者必须分开说明，实际上，当模拟系统和测试方法结合到一起说明时，也解决了所存在的问题，只是二者分开说明会更能清楚的表述。
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种测试水源热泵装置性能的模拟系统的基本结构示意图；该模拟系统包括：水源热泵装置10，用于模拟水源提取系统的供水单元20，以及具有保温效果、且温度可调的环境模拟间30；水源热泵装置10包括压缩单元101，第一换热器102，双向热力膨胀阀103和第二换热器104；其中，第一换热器102和第二换热器104中均设置有制冷剂，且第一换热器102和第二换热器104的类型不同；压缩单元101的一端与第一换热器102相连，另一端通过双向热力膨胀阀103与第二换热器104相连；压缩单元101用于压缩和输送制冷剂从低温低压处到高温高压处冷剂；供水单元20与第一换热器102中的盘管1021相连，供水单元20用于为第一换热器102提供能够进行热量交换的水源；第二换热器104设置在环境模拟间30中；第二换热器104通过双向热力膨胀阀103与第一换热器102相连；模拟系统中的所有部件均可任意拆卸更换。
本发明实施例提供的模拟系统主要包括水源热泵装置10(图1中虚线框中所包含的部件组成了水源热泵装置)，供水单元20，以及环境模拟间30；该系统主要是测试水源热泵装置10的性能，其中，水源热泵装置包括压缩单元101，第一换热器102，双向热力膨胀阀103和第二换热器104，具体的连接关系如图1所示。
在具体实施时，本发明实施例提供的模拟系统可以模拟冬季制热、以及夏季制冷两种工况，具体的，可以通过设置第一换热器和第二换热器的类型来实现，蒸发器和冷凝器的作用类似的，均起到换热器输出能量的作用。较佳的，第一换热器为蒸发器，且第二换热器为冷凝器；或，第一换热器为冷凝器，且第二换热器为蒸发器。
其中，第一换热器为蒸发器，且第二换热器为蒸发器时，蒸发器是输出冷量的设备，作用是使流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的；冷凝器是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩单元消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的。
具体的，当第一换热器为蒸发器，且第二换热器为冷凝器时，制冷剂经压缩单元，排出高温高压蒸汽，进入第二换热器，将热量传递给环境模拟间，提高室内温度，然后通过双向热力膨胀阀节流降压，在第一换热器中蒸发吸收保温水箱中的热量，变成低温低压的过热蒸汽，被压缩单元吸入，这样周而复始的工作，进而该模拟系统可以用来进行制热。
另外，当第一换热器为冷凝器，且第二换热器为蒸发器时，制冷剂经压缩单元，排出高温高压蒸汽，进入第一换热器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经双向热力膨胀阀进入第二换热器，并在第二换热器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，被压缩单元吸入，这样周而复始的工作，进而该模拟系统可以用来进行制冷。
其中，第一换热器和第二换热器均既可以作为蒸发器，又可以作为冷凝器，具体是什么类型，根据模拟系统当前是制冷还是制热决定。而双向热力膨胀阀起到对制冷剂起到节流降压作用，并调节进入第二换热器的制冷剂的流量。
为了使模拟系统能够更好的实现制热和制冷的过程，在图1基本结构的基础上，每个部件都需要包括多个功能部件以实现其功能，如图2所示，为本发明实施例提供的一种测试水源热泵装置性能的模拟系统的详细结构示意图，下面以图2为例，对模拟系统中的压缩单元、供水单元、以及环境模拟间进行详细介绍。
在具体实施时，压缩单元起着压缩和输送制冷剂从低温低压处到高温高压处的作用；较佳的，压缩单元101包括：压缩机主体1011，分别与压缩机主体1011的两端相连的油分离器1012和气液分离器1013，以及用于改变水源热泵装置中制冷剂流向的四通阀1014；四通阀的第一端a与油分离器1012相连；四通阀的第二端b与第一换热器102相连；四通阀的第三端c与气液分离器1013相连；四通阀的第四端d与第二换热器104相连。
具体的，四通阀用于更改管道内制冷剂的流动方向，达到将蒸发器和冷凝器的功能调换，使模拟系统即可以制冷又可以制热，也就是通过它，该模拟系统可以从制热变成制冷。
其中，油分离器，其作用是将制冷压缩机主体排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证压缩单元安全高效地运行，根据降低气流速度和改变气流方向的分油原理，使高压蒸汽中的油粒在重力作用下得以分离。气液分离器可安装在压缩机主体的出入口用于气液分离。
在具体实施时，供水单元20与第一换热器102中的盘管1021相连，其用于为第一换热器102提供能够进行热量交换的水源；较佳的，供水单元20包括：恒温水箱201，设置在恒温水箱201内部的电加热器202，设置在恒温水箱201出水口的循环水泵203，设置在恒温水箱201回水口的水流量计204，用于控制恒温水箱201中补给水量的补水阀205，用于排除恒温水箱201中杂质的排污阀206。
具体的，恒温水箱201里的水来模拟实际的水源热泵，恒温水箱201的主体可以设置为具有保温夹层，并且在恒温水箱内部安装有电加热器，以保持恒温水箱内的水温恒定；恒温水箱中也可添加填充物，用以改变水质。
另外，循环水泵203是输送水的机械，可以调节水流量，主要是将恒温水箱中的水源提供给第一换热器102，以满足第一换热器102的换热需要。补水阀205可以在恒温水箱201中的水量减少时，对恒温水箱201中水量进行补给；而排污阀206则可以将恒温水箱201的水中沉积的杂质排除去。
在具体实施时，环境模拟间分为室内和室外两种，分别用于模拟室内环境和室外环境所需的不同实验工况。较佳的，环境模拟间30包括：室内环境模拟间301，以及室外环境模拟间302；水源热泵装置10还包括：与第二换热器104的类型相同的第三换热器105；第二换热器104设置在室内环境模拟间301中；第三换热器105设置在室外环境模拟间302中；第三换热器105的一端与第一换热器102相连，另一端通过双向热力膨胀阀103与第二换热器104相连。
具体的，室内环境模拟间和室外环境模拟间均具有保温效果、且温度可调的特点，在实际制作过程中，环境模拟间的墙体可以采用不锈钢板材料的库板，其厚度为15cm，墙体中间填充聚氨酯保温材料，具有很好的保温效果。
另外，室内环境模拟间和室外环境模拟间均可以通过空调和电加热器来改变环境模拟间中的环境温度。同时，也可以在室内环境模拟间和室外环境模拟间中增加其它相应的装置，以模拟不同的实验工况。
为了使模拟系统能够更好的实现制热和制冷的过程，除了包括图1中所示的基本结构外，还可以包括其它的辅助部件，下面以图2为例，详细介绍该模拟系统还包括的其它辅助部件，以及各个部件在制热时的作用。
为了能够实时的测量水源热泵装置中循环的制冷剂的流量，较佳的，水源热泵装置还包括：制冷剂质量流量计40；制冷剂质量流量计40的一端与双向热力膨胀阀103相连，另一端与第一换热器102相连。
上述模拟系统除了包括制冷剂质量流量计，还包括多个控制水源热泵装置中循环的制冷剂流量或者开关的调节阀，较佳的，该模拟系统还包括：设置在水流量计两端的调节阀50，设置在循环水泵203两端的调节阀，设置在第一换热器102两端的调节阀，以及设置在第二换热器104两端的调节阀。调节阀除了可以设置在上述部件两端之外，也可以根据需要设置在其它部件的周围。
在具体实施时，本发明实施例提供的测试水源热泵装置性能的模拟系统，为了能够满足测试水源热泵装置在不同工况下的性能，因而模拟系统中的所有部件均可任意拆卸更换，以便能够适用不同的实验工况，模拟不同的环境。例如，可以更换压缩机的型号，制冷剂的类型，第一换热器和第二换热器的类型等。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了应用于上述测试水源热泵装置性能的模拟系统的测试方法，由于这些测试方法解决问题的测试水源热泵装置性能的模拟系统相似，因此测试方法的实施可以参见系统的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的一种应用于本发明实施例提供的上述测试水源热泵装置性能的模拟系统的测试方法，该方法包括：
根据模拟系统中水源热泵装置，供水单元，以及环境模拟间中任意一个或多个部件中对应的任意参数变化，测试预设的用于评价水源热泵装置性能的性能参数。
在具体实施时，本发明实施例提供的测试方法应用于上述测试水源热泵装置性能的模拟系统，其系统的具体结构和每个部件的作用参见上述模拟系统部分的介绍，由于模拟系统中的所有部件均可任意拆卸更换，因而，可以根据需要改变模拟系统中的参数，并测试预设的其它参数，以便根据参数的变化，评价水源热泵装置性能。
具体的，用于评价水源热泵装置性能的性能参数包括多个，可以为任意测试水源热泵装置性能的模拟系统中的参数。
较佳的，性能参数包括但不限于下列参数中的部分或者全部：
水源热泵装置中的性能参数：蒸发压力，蒸发温度，冷凝压力，冷凝温度，压缩机主体的功率，第一换热器两端的水温差值，制冷剂的质量流量，压缩机主体进出口的制冷剂温度，热力膨胀阀两端的制冷剂温度，第二换热器两端的制冷剂温度，压缩机主体进出口的制冷剂压力，热力膨胀阀两端的制冷剂压力；
供水单元中的性能参数：供水的温度，供水的水流量，供水的水质，循环水泵的功率，以及供水的稳定性；
环境模拟间中的性能参数：室内环境模拟间中环境干球温度，以及室外环境模拟间中环境干球温度。
具体的，上述各个参数可以采用现有的方式进行测量，具体如何测量，在此不做限定。
在具体实施时，由于制热和制冷是两个相反的过程，因而本发明在下面介绍时，均以制热为例进行说明，不再单独对制冷的过程进行介绍，制冷过程中模拟系统性能的测试，可以参考制热的过程。
当测试水源热泵装置性能的模拟系统用于制热时，较佳的，水源热泵装置中的第一换热器为蒸发器，且第二换热器为冷凝器。可以根据上述各个参数确定水源热泵装置的制热量和制热系数等重要性能参数。
在计算水源热泵装置的制热量时，较佳的，根据下列方式确定水源热泵装置的制热量：将第一换热器两端的水温差值与供水的水流量、水的比热容的乘积作为制热量的数值；或，确定第二换热器中制冷剂进口比焓与制冷剂出口比焓的差值，并将差值与制冷剂质量流量的乘积作为制热量的数值。
一方面，水源热泵装置制热量可以采用热平衡法，由流过第一换热器的水的换热量计算，具体为：
Q＝C*m*△t；
其中，Q表示水的换热量，单位为kw；C表示水的比热容，单位为KJ/Kg·℃；m表示水的质量流量，单位为kg/s；△t表示第一换热器的进出口水温差，单位为℃。
另一方面，水源热泵装置制热量可以第二换热器中制冷剂进出口换热量计算：
Q＝m*(h1-h2)；
其中，Q表示制热量，单位为kw；m表示制冷剂质量流量，单位为kg/s；h1表示制冷剂进口比焓，单位为kJ/kg；h2表示制冷剂出口比焓，单位为kJ/kg。
在计算水源热泵装置的制热系数COP时，较佳的，根据下列方式确定水源热泵装置的制热系数COP：将制热量与模拟系统的耗功量的比值作为COP的数值；其中，模拟系统的耗功量包括供水单元的耗功量、以及压缩单元的耗功量。
具体的，制热系数COP为：
COP＝Q/W，
其中，Q表示制热量，单位为kw；W表示耗功量，包括供水单元和压缩单元的耗功量，单位为kw。
在具体实施时，制冷剂种类有很多，比如R22和R134a；可以根据水源热泵装置在使用不同制冷剂时测得的某些参数的数值，选取能够使水源热泵装置性能最优的制冷剂，较佳的，根据水源热泵装置在使用不同制冷剂时测得的下列参数的数值，确定能够使水源热泵装置性能最优的制冷剂：水源热泵装置的制热量，水源热泵装置的COP，或水源热泵装置的功率消耗。
例如，相同的蒸发进水温度和冷凝出水温度下，R22有着较高的制热量，但是R134a的COP相对较高，特别是在高温时，R134a的压比以及功耗量都在正常的工作范围内。
另外，还可以根据制冷剂自身的一些物理性质来选择制冷剂，例如：制冷剂适中的工作温度、压力；较大的单位容积制冷量；临界温度高；凝固点低；粘度和密度尽量小；导热系数和放热系数高；无毒、无腐蚀性能；或者其它的水源热泵装置所需要满足的要求等。
除了可以计算水源热泵装置的制热量和制热系数，以及根据需要选取制冷剂种类外，还可以根据需要调节水源热泵装置中的其它参数，进而观察其它预设的需要观察和测量的性能参数，确定水源热泵装置在不同工况下的性能参数变化情况。
较佳的，当供水的温度和供水的水流量一定时，随着室内环境模拟间中环境干球温度的升高，冷凝压力、冷凝温度、压缩机主体的耗功量均升高，水源热泵装置的COP下降。
较佳的，当室内环境模拟间中环境干球温度和供水的水流量一定时，随着供水的温度的升高，蒸发压力、蒸发温度、制热量均会升高，水源热泵装置中压缩机主体的耗功量下降，COP升高。
较佳的，当室内环境模拟间中环境干球温度和供水的温度一定时，随着供水的水流量的升高，蒸发压力、蒸发温度、制热量均会升高，压缩机主体的耗功量下降，水源热泵装置的COP升高。
从上述内容可以看出：本发明实施例提供的测试水源热泵装置性能的模拟系统及测试方法中，提供了一种相对简易，便于安装拆卸，对环境、供水温度等多种性能参数可精确控制稳定，可以满足测试水源热泵装置在不同工况下性能的模拟系统，进而可以根据建筑周边环境、负荷情况等选择最优方案，为建筑空调方案制定提供了基本依据。同时，无论是冬季还是夏季，建筑应用水源热泵装置比空气源热泵装置的能耗更低，制冷量或制热量更高，制冷系数或制热系数也更高。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (16)
1.一种测试水源热泵装置性能的模拟系统，其特征在于，该模拟系统包括：水源热泵装置，用于模拟水源提取系统的供水单元，以及具有保温效果、且温度可调的环境模拟间；所述水源热泵装置包括压缩单元，第一换热器，双向热力膨胀阀和第二换热器；其中，
所述第一换热器和所述第二换热器中均设置有制冷剂，且所述第一换热器和所述第二换热器的类型不同；
所述压缩单元的一端与所述第一换热器相连，另一端与所述第二换热器相连；所述压缩单元用于压缩和输送制冷剂从低温低压处到高温高压处；
所述供水单元与所述第一换热器中的盘管相连，所述供水单元用于为所述第一换热器提供能够进行热量交换的水源；
所述第二换热器设置在所述环境模拟间中；所述第二换热器通过所述双向热力膨胀阀与所述第一换热器相连；
所述模拟系统中的所有部件均可任意拆卸更换。
2.如权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，所述第一换热器为蒸发器，且所述第二换热器为冷凝器；或，
所述第一换热器为冷凝器，且所述第二换热器为蒸发器。
3.如权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，所述水源热泵装置还包括：制冷剂质量流量计；
所述制冷剂质量流量计的一端与所述双向热力膨胀阀相连，另一端与所述第一换热器相连。
4.如权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，所述压缩单元包括：压缩机主体，分别与所述压缩机主体的两端相连的油分离器和气液分离器，以及用于改变所述水源热泵装置中制冷剂流向的四通阀；
所述四通阀的第一端与所述油分离器相连；
所述四通阀的第二端与所述第一换热器相连；
所述四通阀的第三端与所述气液分离器相连；
所述四通阀的第四端与所述第二换热器相连。
5.如权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，所述供水单元包括：恒温水箱，设置在所述恒温水箱内部的电加热器，设置在所述恒温水箱出水口的循环水泵，设置在所述恒温水箱回水口的水流量计，用于控制所述恒温水箱中补给水量的补水阀，用于排除所述恒温水箱中杂质的排污阀。
6.如权利要求5所述的模拟系统，其特征在于，该模拟系统还包括：设置在水流量计两端的调节阀，设置在所述循环水泵两端的调节阀，设置在第一换热器两端的调节阀，以及设置在所述第二换热器两端的调节阀。
7.如权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，所述环境模拟间包括：室内环境模拟间，以及室外环境模拟间；
所述水源热泵装置还包括：与所述第二换热器的类型相同的第三换热器；
所述第二换热器设置在所述室内环境模拟间中；
所述第三换热器设置在所述室外环境模拟间中；
所述第三换热器的一端与所述第一换热器相连，另一端通过所述双向热力膨胀阀与所述第二换热器相连。
8.一种应用于权利要求1-7中所述测试水源热泵装置性能的模拟系统的测试方法，其特征在于，该方法包括：
根据所述模拟系统中水源热泵装置，供水单元，以及环境模拟间中任意一个或多个部件中对应的任意参数变化，测试预设的用于评价所述水源热泵装置性能的性能参数。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述性能参数包括但不限于下列参数中的部分或者全部：
水源热泵装置中的性能参数：蒸发压力，蒸发温度，冷凝压力，冷凝温度，压缩机主体的功率，第一换热器两端的水温差值，制冷剂的质量流量，压缩机主体进出口的制冷剂温度，热力膨胀阀两端的制冷剂温度，第二换热器两端的制冷剂温度，压缩机主体进出口的制冷剂压力，热力膨胀阀两端的制冷剂压力；
供水单元中的性能参数：供水的温度，供水的水流量，供水的水质，循环水泵的功率，以及供水的稳定性；
环境模拟间中的性能参数：室内环境模拟间中环境干球温度，以及室外环境模拟间中环境干球温度。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述水源热泵装置中的第一换热器为蒸发器，且第二换热器为冷凝器。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据下列方式确定所述水源热泵装置的制热量：
将所述第一换热器两端的水温差值与所述供水的质量流量、水的比热容的乘积作为所述制热量的数值；或，
确定所述第二换热器中制冷剂进口比焓与制冷剂出口比焓的差值，并将所述差值与制冷剂质量流量的乘积作为所述制热量的数值。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，根据下列方式确定所述水源热泵装置的制热系数COP：
将所述制热量与所述模拟系统的耗功量的比值作为COP的数值；
其中，所述模拟系统的耗功量包括所述供水单元的耗功量、以及所述压缩单元的耗功量。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，根据所述水源热泵装置在使用不同制冷剂时测得的下列参数的数值，确定能够使所述水源热泵装置性能最优的制冷剂：
所述水源热泵装置的制热量，所述水源热泵装置的COP，或所述水源热泵装置的功率消耗。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，当供水的温度和供水的水流量一定时，随着室内环境模拟间中环境干球温度的升高，所述冷凝压力、冷凝温度、压缩机主体的耗功量均升高，所述水源热泵装置的COP下降。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，当室内环境模拟间中环境干球温度和供水的水流量一定时，随着供水的温度的升高，所述蒸发压力、蒸发温度、制热量均会升高，所述水源热泵装置中压缩机主体的耗功量下降，COP升高。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，当室内环境模拟间中环境干球温度和供水的温度一定时，随着供水的水流量的升高，所述蒸发压力、蒸发温度、制热量均会升高，所述压缩机主体的耗功量下降，所述水源热泵装置的COP升高。
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