燃气热水器具能效测试系统及性能分析

论文摘要

本文对燃气热水器具测试条件和试验方法进行了研究,主要针对热负荷自动调节及准确度进行研究,在此基础之上建立了能效测试系统,实现了自动、快速、准确测定各项热工性能指标,并借助于该系统对热水器具的能效性能进行实验研究,获得的主要成果如下：建立了燃气热水器具能效测试系统,采用计算机和数据采集与控制模块相结合,基于KINGVIEW图形化平台上编写测试程序,实现了数据的自动采集、自动处理和设备的自动调节,实现了实时监控画面、实时测试曲线、实时测试报表等功能。对燃气热水器具变负荷调节技术进行了研究,热负荷调节关键在于水流量的控制,确定了以电动调节阀为主、变频调节为辅的调节控制方案,利用串级控制原理编写控制程序,实现了对水量的稳定调节,从而保证了热负荷快速、准确的调节,热水温度波动范围±0.1℃,热负荷能稳定在±1%,减少了热负荷偏差对能效评价的影响。采用自动称量技术实现了对水流量的自动、准确称量,设计了热水、供暖水称重管路,利用组态软件编写控制程序执行相关开关量完成不同策略控制方案,通过试验对比分析人工测量、静态测量和动态测量三种不同称重方法,验证了动态测量方法更为精确。改善温度、燃气流量和燃气压力等参数测量准确度,提高系统测量的准确性。确定了典型样机在所建立的测试系统上进行能效性能测试,实验研究了进水口冷水温度、热水温升、供暖供回水温差、环境温湿度等不同测试条件对额定负荷下热效率的影响。热效率随进水口冷水温度升高而逐渐降低,热水热效率最大值出现在热水温升40℃左右,供暖热效率最大值出现在供回水温差20℃左右,测试环境温度、湿度一定程度影响了热效率。同时还实验研究了部分负荷下热效率,实验数据表明不同负荷下热效率差异明显,对等级判定影响很大,建议能效标准中明确≤50%额定热负荷下的具体值为30%额定热负荷。供暖热水器具实际工况下运行效率热效率低于首检热效率,建议增加部分热负荷测试点数量并规定相应热效率限定值,以达到提高实际热效率之目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的技术背景及意义
• 1.2 本课题所在技术领域的现状
• 1.2.1 燃气热水器具过程检测技术现状
• 1.2.2 燃气热水器具测试系统研究现状
• 1.3 课题研究内容
• 第2章 燃气热水器具能效测试系统
• 2.1 能效测试系统组成
• 2.2 数据采集与控制系统
• 2.2.1 系统采集与控制参数
• 2.2.2 测控系统硬件组成
• 2.3 基于KingView组态软件能效测试程序的编写
• 2.3.1 组态王软件介绍
• 2.3.2 系统功能实现
• 2.4 本章小结
• 第3章 燃气热水器具变负荷调节技术
• 3.1 系统调节控制方案
• 3.2 串级控制系统的原理
• 3.2.1 PID控制原理
• 3.2.2 PID控制算法
• 3.2.3 串级控制系统
• 3.3 串级控制系统的实现
• 3.3.1 主、副控制器的选型
• 3.3.2 系统设计及使用结果
• 3.4 本章小结
• 第4章 能效测试过程检测技术
• 4.1 自动称重技术
• 4.1.1 自动称重的实现
• 4.1.2 不同测试方法比较
• 4.2 温度测量
• 4.2.1 温度传感器的选择
• 4.2.2 温度精确测量
• 4.3 燃气流量测量
• 4.4 燃气压力测量
• 4.5 本章小结
• 第5章 燃气热水器具能效性能实验研究
• 5.1 测试样机的选择
• 5.2 额定负荷下热效率测试
• 5.2.1 试验方法
• 5.2.2 进水口冷水温度
• 5.2.3 热水温升
• 5.2.4 供暖供回水温差
• 5.2.5 环境温湿度
• 5.3 部分负荷下热效率测试
• 5.3.1 实验条件
• 5.3.2 实验结果及分析
• 5.4 能效等级分析
• 5.5 供暖热水器具运行效率测试及分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
• 附录