2002年--熱水器外文翻譯--國內(nèi)一款在設(shè)計性能上改進(jìn)的存儲式電熱水器（譯文）

1、<p>　　10400漢字，7000單詞，36000英文字符</p><p>　　出處：Hegazy A A, Diab M R. Performance of an improved design for storage-type domestic electrical water-heaters[J]. Applied energy, 2002, 71(4): 287-306.</p>

2、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯</p><p><b>　　（2013屆）</b></p><p>　　外文題目 Performance of an improved design for storage-type </p><p>　　domestic electrical water-heaters

3、 </p><p>　　譯文題目 國內(nèi)一款在性能上改進(jìn)的存儲式電熱水器 </p><p>　　外文出處 Applied Energy 71 (2002) 287–306 </p>&l

4、t;p>　　學(xué) 生 </p><p>　　學(xué) 院 專 業(yè) 班 級 自動化 </p><p>　　校內(nèi)指導(dǎo)教師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) </p&g

5、t;<p>　　校外指導(dǎo)老師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) </p><p>　　國內(nèi)一款在設(shè)計性能上改進(jìn)的存儲式電熱水器</p><p>　　Adel A. Hegazy*, M.R. Diab</p><p>　　Minia大學(xué)工程學(xué)院，機械動力工程和能源部門</p><p&

6、gt;<b>　　摘要</b></p><p>　　考慮節(jié)能，本文對優(yōu)化設(shè)計后的儲水式電熱水器（EWHs）的性能進(jìn)行了實驗研究。將實驗結(jié)果與有相同的容積和額定功率的傳統(tǒng)的EWHs進(jìn)行了比較。試驗中使用兩種不同規(guī)格水箱，一個高寬比為1，5 l/min排水速度，一個高寬比為2，10 l/min排水速度，選擇三個不同高度的加熱元件。結(jié)果表明，在平均停留時間里，改進(jìn)的EWHs可以提供更多幾乎恒溫?zé)崴?/p>

7、，這一點是用戶比較關(guān)注的。由于在加熱器儲罐內(nèi)做了更好的熱分層，因此改進(jìn)的EWHs，表現(xiàn)出更高的放電效率。同時,熱性能的增加也增強了罐子的效率和減少了熱量降低的速度。這些特性直接影響到能源消費而且可以減少電費。本設(shè)計的改進(jìn)只是簡單的調(diào)整,以適應(yīng)只需要輕微修改就可以適合現(xiàn)有的EWH模型?！?—2002愛思唯爾科學(xué)有限公司版權(quán)所有。 </p><p><b>　　1、介紹</b></p>

8、;<p>　　儲水式電熱水器的加熱器（EWHs）被廣泛應(yīng)用于許多的國家，它在世界各地的眾多的商業(yè)工業(yè)設(shè)施中扮演重要角色。特別要說的是，他們在發(fā)展中國家的市區(qū)和郊區(qū)地區(qū)的大多數(shù)住宅建筑中都很受歡迎，在這些地方大多數(shù)的住宅建筑內(nèi)的每家每戶都有獨立的水加熱器。 相比于大型中央熱水系統(tǒng)，除了減少成本是其主要優(yōu)點外，它還具有使用簡單和可靠性高，水消耗的花費和在等待水溫加熱到可以接受的溫度的時間都是很理想的。此外，它們不需要重

9、新加壓熱水，它的內(nèi)部會被保持在主壓力沿儲罐與加熱元件（耐電型）中。因此，這對管道、泵和熱交換器成本都會有很大的節(jié)省。另外，由用戶調(diào)整的恒溫器設(shè)定點的40-90℃的范圍內(nèi)，可以很容易地控制的儲罐內(nèi)的熱水的溫度。此外，它已被證明在一個5口人或以下的家庭使用都是非常經(jīng)濟實用的。 國內(nèi)儲水式EWHs的唯一的缺點，是會造成對電能的過度消費。希勒等人指出，這樣的水加熱系統(tǒng)，歷來都是過度的的設(shè)計，以確保有足夠的熱水可用。市場上的恒溫器設(shè)定點大

10、多數(shù)是在60℃和65℃之間，因此可安裝EWHS。此外，當(dāng)需要大量的熱水時，恒溫器設(shè)定點應(yīng)由用戶調(diào)整的更高，從而增加存儲的水的熱容量。當(dāng)冷水進(jìn)入存儲的</p><p>　　圖1. 國內(nèi)電熱水器：（a）傳統(tǒng)的設(shè)計（b）改進(jìn)的設(shè)計（c）一種改進(jìn)的設(shè)計入口擴散器</p><p>　　在圖所示上發(fā)生最小的混合，相較于傳統(tǒng)的設(shè)計，如圖1所示，這必須固定在進(jìn)氣口的罐側(cè)面。另外，為了消除熱水拉伸和水箱中的

11、水體的其余部分之間的熱交換，在以往的設(shè)計中，出口端口也遷移至上方，在進(jìn)氣口的存儲槽的側(cè)表面上，且盡可能高。出口擴散器僅僅是??12.7毫米（0.5英寸）的標(biāo)準(zhǔn)鋼耦合，會對焊接箱體表面進(jìn)行沖洗。</p><p><b>　　3、實驗</b></p><p>　　兩個國內(nèi)設(shè)計的EWHs專門作了性能測試，讓他們具有相等的50升存儲容量，但尺寸不相同。加熱器A有一個圓筒形儲罐

12、其高度H = 0.4米，內(nèi)部直徑D= 0.4 m（即縱橫比為1），而罐加熱器B高度是0.634米、內(nèi)徑0.317米的，得到的縱橫比2。這兩個存儲罐放在相同的2mm厚的熱鍍鋅鋼板的絕緣的橫向表面上，和具有相同厚度的玻璃纖維墊的頂部和底部。在圖中示意性地示出一個典型的測試加熱器。每個加熱器的兩個冷水傳出口位于同一水平距罐的底部4厘米，熱水入口位于罐子的頂部4厘米。入口和出口是按傳統(tǒng)設(shè)計正常的出入口的，而修改后的設(shè)計和配置，是按照上面所解釋進(jìn)

13、行設(shè)計的。 這兩種測試用的加熱器A和B都配備了必要的閥裝置和相關(guān)聯(lián)的管道，從常規(guī)的入口 - 出口進(jìn)行組合切換。調(diào)節(jié)冷水的傳入流量，并通過使用在出口端口連接的控制閥，由此提高熱水拉伸的流率，同時保持在測試過程中完全打開入口閥。使用校準(zhǔn)的秒表計量取水率。調(diào)整出口控制閥的開關(guān)，可以更好更準(zhǔn)確的測量流量，始終在0.1升/分鐘。然而，冷水從一個高位大水龍頭流入水箱，以確保穩(wěn)定的流量條件。進(jìn)行的實驗中，為2 5和10升/分鐘的出水率相同的水流

14、量，在入口</p><p>　　每一個EWH水箱內(nèi)的水的瞬態(tài)溫度分布圖都是用直徑為0.315毫米的九號康銅電偶線測量的。熱電偶探針直接從灌頂?shù)囊粋€開口垂直插入，并靠近它的中軸，如圖2表示。熱電偶的交接處是位于存儲水的體積的九成的位置處。對于常規(guī)的設(shè)計或改進(jìn)的設(shè)計，這種測量的方法是用于確定具有熱分層特性的兩個加熱器的A和B的儲罐冷/熱水的放電/充電過程。兩個熱電偶放置在入口和出口的位置，用以連續(xù)監(jiān)測流入和流出的水的

15、溫度。用這兩個溫度，再與水的抽出率相結(jié)合，就可以評估熱水器儲水箱的能量。溫度信號由加熱測試儀采集并通過鏈接傳輸?shù)絺€人計算機。無論水流量多大，池內(nèi)水溫數(shù)據(jù)均以30秒的時間間隔采樣。熱電偶的標(biāo)定結(jié)果表明，整體測量精度是在0.2攝氏度上下。 流動可視化試驗需要研究流入的冷水流的特點，無論它是傳統(tǒng)型號還是改進(jìn)之后的。實驗是在一個鋼罐內(nèi)進(jìn)行的，它的尺寸是70*70*70立方厘米，正面有一個60*60平方里米的玻璃窗。最初，貯水池是充滿了明

16、確的具有70攝氏度的均勻溫度的熱水。相反的，流入的冷水分別保持在恒定的25 攝氏溫度下的高架罐內(nèi)并用黑色染料給它涂色從而方便觀察流動模式的特征性。流動可視化通過使彩色冷水通過常</p><p>　　圖2.加熱器實驗的示意圖</p><p>　　4、測試過程和放電效率</p><p>　　在模擬一個國內(nèi)EWH實際操作的試驗程序中，除了一些小的細(xì)節(jié)上的不同，基本序列都與

17、歐洲系統(tǒng)測試組的程序相似。在實驗開始之前，水被允許從特定的EWH儲罐排出并仔細(xì)控制其通過常規(guī)或改進(jìn)的進(jìn)口的5 l/min和10 l/min的排水速度。然后，關(guān)閉出口閥門，以確保在激活加熱元件之前存儲箱已經(jīng)裝滿了冷水并保持在一個均勻的溫度下。150分鐘后，關(guān)閉電加熱器并記錄儲罐內(nèi)的初始溫度分布。隨即，出口的閥門打開并排放出相當(dāng)于三罐容積（3vst）的水量（vo），同時以相同的速度（vi）向貯存罐內(nèi)注入一定溫度（Ti）的冷水。在這個放點/充

18、電過程中，V0=Vi=V,記錄和監(jiān)測流出和流入的溫度（T0,Ti）和九個熱電偶罐內(nèi)的溫度（T1,T2…T9）,以便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。當(dāng)然，每個測試的持續(xù)時間取決于水的體積流量，但是，在一般情況下可以說，每個測試持續(xù)平均停留的時間的三倍（3tres）即為存儲罐的完全充電時間：</p><p><b>　　（1）</b></p><p>　　盡管溫度數(shù)據(jù)被記錄為時間的函數(shù)（

19、T），這些數(shù)據(jù)可以由提取的體積(v)和恒定的體積流量表示：V=tv。因此，排出EWH的水的歷史溫度可以很容易的聯(lián)系到排出的水量，這被稱為“抽出溫度曲線”。同時，它可以以公式的形式來表示：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　請注意T0(V=0)實際上是熱水器水箱最初出現(xiàn)的最高溫度，以排出端口處設(shè)初始時間t=0。</p><

20、;p>　　在放出熱水之前記錄貯存罐內(nèi)的初始溫度分布，，用于計算儲存在水箱中的相對于冷水溫度（Ti）的初始能量。</p><p>　?。?）即密度p和貯存箱第j層的體積（Vj）的比熱。貯水箱的層的總數(shù)是九，它對應(yīng)于水箱中的熱電偶的數(shù)目。在公式（3）中，它是假定每個熱電偶測量的溫度（Tj）都是超過整個子體積（Vj）的。式（3）也被用來計算在任何時間（t）水儲存的能量（Ti）。</p><p

21、>　　另一方面，離開貯水箱的水所產(chǎn)生的有效的能量在確定的時間（t）下是可以計算出來的：</p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　相同的體積流量的基礎(chǔ)上，在入端口和出端口端口測量流入和流出水的溫度。采用式（1），然而，傳遞的能量也可以用公式表示t=t/tres，這也等于V/Vs，如下: </p>

22、;<p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　其中t的上限是3。</b></p><p>　　這是評估所提出的改進(jìn)設(shè)計是發(fā)生在重要的水箱內(nèi)溫度分層的放電過程中，反過來，也提升了EWHs A和B的性能。這是通過計算得到的放電效率評估，它被定義為在第一平均停留時間傳遞的凈熱能量比上儲存在熱水器里面的初始能量，因此放點

23、效率可以表示為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　通過使用公式（3）和公式（5）。應(yīng)該說，放電效率與定義的存儲效率是相同的與圖相反的是，Wildin和Truman提出了YOO和PAK的存儲效率，還有充電過程中Hahne和Chen提出的充電效率。</p><p>　　事實上，水流的混合在熱水放點的過程中是不可避免的

24、。因此，放電效率在兩個極限值之間變化。上線是伊塔dis=100%,它可以不斷的在一個完美理想的沒有任何混合和干擾的流動方式下推進(jìn)熱水。在整個放點過程中，也可以非常完美的混合罐中的冷水和熱水。對于在這種不分層的情況下，用最初恒溫水箱中的水，它可以很容易地證明，顯示撤回一個罐體積的水后，等于63.2％，V = Vst。通過提高水的提取量可以提高其放電效率，速度接近95％的值為V = 3Vst。實現(xiàn)抽水后通過一個罐容積后的充放電效率的上限來實

25、現(xiàn)本設(shè)計的改進(jìn)，這意味著存儲在熱水器水箱中的熱能的有效利用，并反過來，顯著節(jié)省電力消耗。</p><p><b>　　5、結(jié)果與討論</b></p><p>　　這項研究的過程中進(jìn)行了二十四個實驗觀察儲罐的縱橫比H / D的影響，加熱元件的相對高度H／h，料流速度V，在入口和出口端配置50L的尺寸的EWHs。此外，檢查水在熱水器中的瞬態(tài)溫度分布，揭示了這些參數(shù)對儲水熱

26、分層的影響和它是如何影響加熱器性能的。這個分布圖可由高度（Z / H）和溫度T *定義的公式表示：</p><p><b>　　（7）</b></p><p>　　其中，T（Z，T）是高度z處的儲存水的溫度和給定的時間t。 （T = 0）的初始溫度分布的儲水內(nèi)EWHs A和示于圖B之后150分鐘的加熱期間。如圖3所??示，平均的基礎(chǔ)上，并且由加熱元件的相對高度

27、的參數(shù)化，小時/ H。顯然，與罐上任何一半水的溫度相比，在貯存罐A和B被視為取決于顯著的貯存罐的縱橫比的下半部幾乎是均勻的（H / D）和元素的相對高度（H / H）。因此，貯存罐內(nèi)部的溫度更均勻。</p><p>　　圖3.加熱器A和B內(nèi)的水的初始溫度分布圖（分別使用#1，#2和#3加熱元件）</p><p>　　因此，如果罐中的溫度更均勻，這更有利用于高縱橫比的貯存罐和短尺寸的加熱元件

28、。當(dāng)加熱爐B的1號加熱元器件處于極端情況下時（H / D = 2），然而，在相鄰的區(qū)域中的溫度分布在罐的底部相鄰的區(qū)域發(fā)生部分輕微的變化，一部分原因是歸咎于通過金屬管道和支承桿的EWH會產(chǎn)生冷卻從而形成傳導(dǎo)熱損失。因此，由于散熱片熱損失的效果與預(yù)期的也有所不同，這導(dǎo)致初始化（t = 0）時熱電偶的讀數(shù)存在多種可能性。在一般情況下，在t = 0的一個特定的EWH A或B的初始溫度分布，它們都通過一定的加熱元件1，2～3，除了第一個熱電偶由

29、于靠近池底外其余得溫度分布幾乎都是相同的。</p><p>　　貯水罐EWHs A和B的冷/熱水放電/充電過程在5升/分鐘的速度下的瞬態(tài)溫度分布（T＞0）由圖4和5表示出來。圖（a，c）是傳統(tǒng)的型號，圖（b，d）是用編號為1和2的熱元件設(shè)計的改進(jìn)版本。為簡潔起見，加熱元器件3和加熱元器件2所產(chǎn)生的結(jié)果并不是因為它們外形相似。在一般情況下，瞬態(tài)溫度分布被認(rèn)為是顯著依賴于于進(jìn)口/出口的設(shè)計以及貯存罐的縱橫比H / D

30、的配置。通過圖4的（b，d）和圖5的（b，d）來看，雖然改進(jìn)設(shè)計的EWHs A和B的溫度分布從特性上來看是相似的，但與傳統(tǒng)的設(shè)計相應(yīng)的分布所不同的是它們有著定量的差異。然而，常規(guī)設(shè)計的EWHs A和B具有不同的溫度分布，如圖4（a和c）和圖5（a和c）所示。</p><p>　　我們首先應(yīng)該關(guān)注一下圖4（a和c）和圖5（a和c）所示的溫度分布，它分別表示了短的和長的管道從儲罐作為入口和出口從擴散器的底部垂直插入的

31、傳統(tǒng)的設(shè)計。顯然，加熱器A和加熱器B的溫度分布是完全不同的。此外，值得注意的是在圖4（a和c）的加熱器A，只要t>0.1,它就具有一個充分混合的貯存罐和均勻的溫度。相反，加熱器B的溫度分布具有強烈的熱分層，由圖5的a 和c可以看出，在貯存罐的下部存在這一個厚的溫躍層。然而，用于加熱儲水的1號元素可以使這種循環(huán)的尺寸變得更大更強。這歸因于倒U形狀的熱元件，所以在較小的溫度梯度上，它能影響流動和混合的過程。這樣的流動行為可以通過流動可

32、視化實驗表明，垂直管入口的簡單的擴散器會產(chǎn)生嚴(yán)重的混合，而且也是貯存罐內(nèi)流入的冷水和熱水之間的輔助說明?；旌瞎奘且粋€以5升/分鐘的流速和水的順序為40厘米的高度（HA）形成的，混合區(qū)占據(jù)了大部分的試驗艙，從而大大提高水混合率。另一方面，當(dāng)熱水的高度是60厘米的順序（HB）時，在</p><p>　　圖4. 5 l/min排水速度的熱水器A（H / D = 1）放電過程中的瞬態(tài)溫度分布圖，其中圖（a），（c）代表傳

33、統(tǒng)熱水器，圖（b），（d）代表該進(jìn)熱水器， #1和#2代表加熱元件</p><p>　　圖5表示的是在5 l/min排水速度的情況下，瞬態(tài)溫度分布的曲線圖，其中（a,c）表示的是加熱器B（H/D =2）的溫度分布，（b,d）為常規(guī)加熱器的溫度分布。</p><p>　　在試驗箱的流動模式為像蘑菇形狀的水流，而流通區(qū)域的體積縮小到只占大多數(shù)貯存罐的一半以下。 注意現(xiàn)在得到了改進(jìn)設(shè)計后

34、的EWHs的瞬態(tài)溫度分布，如圖4（b和d）和圖5（b和d）所示。對于這個設(shè)計，負(fù)責(zé)流入的擴散器只是一個短的水平管，它把楔形切口的下半部分固定在罐底，而流出口上方和平行流入口盡量放在貯存罐的側(cè)面。因此，流進(jìn)來的冷水更傾向于留在那里，因為它相對于存儲的熱水有一個負(fù)浮力。這會減少較薄的溫躍層地區(qū)分離的熱頂層和冷底層且穩(wěn)定上層的混合結(jié)果。如圖4（b和d）和圖5（b和d）所示，在底部層的溫度的降低是由于最初混合區(qū)的厚度較小。這些熱流體特性，在圖5

35、（b和d）中更明顯表示出縱橫比為2的加熱器B多的出口離混合區(qū)的入口較遠(yuǎn)。流量可視化的研究表明的楔形進(jìn)氣道擴壓器的冷水的下游的流動行為是一個偏移量的壁射流，在貯存罐的最低區(qū)域創(chuàng)建一個小的循環(huán)帶，貯存進(jìn)入的有限的冷水和熱水。因此，適度的熱分層是建立在最初開發(fā)時，隨著時間變化，水變得更冷，這是伴隨著相當(dāng)大的差異，水的溫度在最高和最低層的貯存罐和溫躍層做持續(xù)向上的走勢。隨著時間進(jìn)一步增加，水箱中的熱分層的衰變和溫躍層的消失導(dǎo)致水的溫度變得均勻&

36、lt;/p><p>　　進(jìn)一步的檢查結(jié)果在圖4（b和d）和圖5（b和d）上顯示，相對高度（Z / H）的流通區(qū)域在熱水器水箱的底部。.事實上相應(yīng)的一個實際高度為（z）的循環(huán)帶幾乎是相同的，因為它只取決于入口擴散器的設(shè)計，加熱器的高度（40厘米），幾乎是三分之二的加熱器B（63.4cm）。然而，明顯的從這些數(shù)字看出，由于受其倒U型的影響，這一流通區(qū)域的高度也采用1號加熱元件，從而提高了水的混合和增加了溫躍層的厚度。

37、 圖6和圖7分別繪制了當(dāng)前情況下的EWHs A 和B的溫度分布。同時疊加這些數(shù)字的初始溫度分布，代表在抽出廓線的一種理想的塞流的條件下，公平地評估其性能改進(jìn)設(shè)計。</p><p>　　圖6.排水速度為5 l/min的加熱器A（H / D =1）傳統(tǒng)和改良兩種設(shè)計下的取水溫度分布圖。</p><p>　　圖7表示的是在5 l/min排水速度的情況下，瞬態(tài)溫度分布的曲線圖，其中（a,c）表

38、示的是加熱器B（H/D =2）的溫度分布，（b,d）為常規(guī)加熱器的溫度分布。</p><p>　　對于常規(guī)的設(shè)計來說，檢測如圖6和圖7所示，它顯示加熱器A和B有著顯著不同的執(zhí)行方式。正如所預(yù)期的，顯示繪制了加熱器經(jīng)典的形狀，在實驗的持續(xù)時間 = 0–3是一個完美的混合罐特征剖面。另一方面，借鑒了加熱器B剖面，從而通過不同的行為比較。在t＜0.5間隔元件1號和2號＜0.7元素，繪制了類似于流通過的換熱器套管，然后以

39、t > 1.2的緩慢的速度繼續(xù)降低。在一般情況下，配置兩個加熱器A和B有很長“尾巴”，這意味著大量的熱水被困在邊角，因此，這種傳統(tǒng)的設(shè)計是低效率的能量傳遞過程，第一個平均停留時間0<t<1。</p><p>　　如圖6和圖7，繪制了改進(jìn)設(shè)計后的EWHs的溫度分布，它與那些傳統(tǒng)的設(shè)計是完全不同的。水的溫度分布是EWHs A和B在接近理想的塞流的情況下顯示的。用加熱器A（H / D = 1）與加熱器

40、B（H / D = 2）相比，加熱器B能夠提供更大容量的熱水，就是這些所需的特性，才促使了本研究實現(xiàn)。 第二組實驗與第一個類似，除了抽出率成倍增加到10 l/min排水速度。簡潔且具有代表性的瞬態(tài)溫度分布由圖8和圖9表示，其中EWHs A和B用的是2號加熱元件。相應(yīng)的排水曲線由圖10表示。這些溫度分布圖與拉伸速率為5 l/min排水速度的圖4和5進(jìn)行比較，其將加倍透視水畫的效果。用加熱器（H / D = 1）的傳統(tǒng)的設(shè)計，它在圖

41、8中可以看到幾乎均勻的瞬態(tài)溫度，這表示形成了表示完全混合槽。</p><p>　　圖8表示在10 l/min排水速度的條件下，加熱器A（H / D = 1）在放電過程中的瞬態(tài)溫度分布圖為（a），傳統(tǒng)設(shè)計的溫度分布圖為（b）。</p><p>　　圖9.表示在10 l/min排水速度下的放電期間，圖（a）為加熱器乙（H/ D= 2）的溫度分布圖，圖（b）為傳統(tǒng)設(shè)計的溫度分布圖。</p&

42、gt;<p>　　通過檢查和比較圖8（a）和圖4的（c），10 l/min排水速度的瞬態(tài)溫度分布比在任何時間5 l/min排水速度相對應(yīng)的分布的值要高。從10 l/min排水速度的入口射流的動量比5 l/min排水速度的動量要大的多。 </p><p>　　應(yīng)用傳統(tǒng)的設(shè)計方法形成的加熱器B（H／D＝2），由圖9（a）和圖5（c）表示充電速率上升到了一個更大的強度時，冷水從入口擴散器經(jīng)充分混合后

43、排出。同時比較了曲線示意圖10（b）和圖7（b），證實為10 l/min排水速度的混合水比流入的冷水要更有力，因此，繪制了圖10中的曲線（b）似乎是接近于圖10的曲線（a）而不是在圖7所示的剖面（b）。 通過比較圖8（b）和圖9（b），可以進(jìn)一步探討水抽出率翻倍到10 l/min排水速度的影響。圖4（d）和圖5（d）為5 l/min排水速度，那里的瞬態(tài)溫度分布，分別表示改進(jìn)設(shè)計器A和B。比較表明，通過增加流量，溫躍層變厚，使在槽

44、底附近的混合區(qū)的大小增加了近50%。這是由于水的混合入口擴散器的下游的增加。與傳統(tǒng)的設(shè)計相比，混合后不那么激烈，反過來，在混合區(qū)的溫度顯示明顯的均勻性。這樣的行為是由于改進(jìn)設(shè)計的進(jìn)氣道擴壓器的阻尼效應(yīng)?？v橫比的1個加熱器，可以注意到，溫躍層非常厚和降低速度為10 l/min排水速度時，混合區(qū)占三分之二的油罐容積。這意味著這樣的EWHs應(yīng)設(shè)計為更好的高熱性能。畫出的圖10所示的配置文件證實了這一結(jié)論。很明顯，加熱器B（H</p>

45、;<p>　　量化的常規(guī)設(shè)計的EWHs性能設(shè)計改進(jìn)效果，如圖11所示。本圖由兩圖組成；（a）是第一個測試，加熱器的縱橫比1，第二（b）是縱橫比2的B加熱器。在每個圖形中，放電效率以加熱元件的相對高度（H / H）和抽出率5 l/min排水速度作圖。為改進(jìn)設(shè)計數(shù)據(jù)（暗符號）表示的線，可以區(qū)分不同組之間的結(jié)果，而傳統(tǒng)的設(shè)計數(shù)據(jù)（打開符號）配備有虛線。然而，寬高比對加熱器性能的影響可以通過比較效率表示，如圖11（a）和（b）。&

46、lt;/p><p>　　圖10. 繪制動態(tài)溫度圖，從加熱器A和B與傳統(tǒng)的或改進(jìn)的設(shè)計和加熱元件的第2號在10 l/min排水速度的水排出</p><p>　　圖11. 改進(jìn)傳統(tǒng)的設(shè)計，加熱器A和B的不同測試條件下的放電效率結(jié)果之間的比較 圖11中概述的結(jié)果表明了本文提出的設(shè)計改進(jìn)在提高熱性能方面是成功的，由放電效率較高的值表示（暗符號）。一般認(rèn)為，不管加熱器的設(shè)計，增加貯存罐的縱橫比放

47、電效率由增大變?yōu)闇p小。這些趨勢，在儲熱罐的實驗資料，推導(dǎo)出從trendwise比較</p><p>　　現(xiàn)有的文獻(xiàn)（例如[ 7,10–12,14–16,20 ]）。 仔細(xì)檢查圖11，可以發(fā)現(xiàn)一些重要的對流動的影響。首先，傳統(tǒng)的設(shè)計的放電效率或多或少是恒定的和獨立的，加熱元件的相對高度，H /小時。這是由于劇烈混合流入的冷水和熱水的儲存。因為5 l/min排水速度，放電效率是68%的順序（混合罐）為加熱器（

48、H / D = 1）但略有增加到周圍的高寬比B加熱器73%（H / D = 2）由于流混合不延伸到從入口端口和垂直方向，因此，相對強勁的分層開發(fā)，隨著牽引速率加倍到10升/分鐘，放電效率兩個加熱器A和B降至60%左右，這是接近63.2%的完全混合的限制。這是由于更好的充電的射流引起的夾帶混合。因此，可以認(rèn)為，常規(guī)設(shè)計EWHs的效率較低，能源傳遞在第一次的平均停留時間，t<1。 </p><p>　　其

49、次，對于提高設(shè)計EWHs對放電效率的提高問題，相對較小（＜11%）的縱橫比是翻了一番，從1到2。這些效率值小的差異反映了加熱器A和B。這意味著，所提出的簡單的設(shè)計和配置的入口和出口端口在抑制混合區(qū)的范圍和限制它的熱水器最低層是成功的。然而，在加熱器的放電效率明顯下降（H／D＝1）的1號元素活性（H / H = 0.325）歸因于元形（倒U）產(chǎn)生更好的混合，反過來，增加了混合區(qū)的相對高度。相反，使用1號元素的加熱器（H / H = 0.2

50、05）導(dǎo)致的加熱器B放電效率略有下降，由于HB(63.4厘米）= 1.58公頃（40厘米），圖11（b）所掩蓋的部分為混合區(qū)高度的增加。</p><p>　　最后，需要指出的是，在圖11中顯示的效率的數(shù)據(jù)突出的熱分層起確定此類加熱器性能的主要作用。如果熱水器內(nèi)流動特性便于溫躍層地區(qū)的發(fā)展，因此熱分層的存在，這是特別真實的。與傳統(tǒng)的設(shè)計和5 l/min排水速度，例如，在熱水器水箱觀察B是一個更好的熱分層（H／D＝2

51、），導(dǎo)致效率值（73%）高于（68%）加熱器（H / D = 1），總有一個混合罐。相反，改進(jìn)設(shè)計的加熱器導(dǎo)致更強的熱分層，因此，在5和10升/分鐘可以帶來更高的放電效率值（見圖11）。因此，對這種類型的EWHs儲罐我們可以抱以很大的信心。</p><p>　　6、結(jié)論 這是一個改進(jìn)設(shè)計熱性能的實驗研究。對國內(nèi)存儲型EWHs進(jìn)行性能的改造，在水的溫度分布曲線和放電效率基本不變的前提下，對傳統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行了設(shè)

52、計改進(jìn)，改進(jìn)后貯存罐容量為50升、額定功率為1200 W。結(jié)果表明，在提高這種小容量的加熱器的性能的同時，與常規(guī)設(shè)計的EWHs相比，在幾乎恒定的溫度下它可以提供更多的熱水，可見設(shè)計上的改進(jìn)是非常有效的。此外，放電/??充電過程的瞬態(tài)溫度分布在冷/熱水的儲水表明，在這樣的小規(guī)模存儲罐內(nèi)的熱分層的水平楔形管入口的有效性，在這種加熱器上的表現(xiàn)有較大的直接影響的是其充放電效率值。此外，隨著存儲罐縱橫比和取水率的減少，可獲得更好的熱分層效果，這與