现代设计技术«成组技术与生产现代化»２０２３年第４０卷第１期收稿日期:２０２２Ｇ１１Ｇ３０作者简介:范召卿(１９９３—),男,湖南衡阳人,硕士研究生,工程师,研究方向为家电制造技术、热泵承压水箱生产工艺等.文章编号:１００６Ｇ３２６９(２０２３)０１－００３２－０６基于有限元分析的热泵承压水箱内胆封头研究范召卿,黄彦维,谭德强,陈昌中(珠海格力电器股份有限公司工艺部,广东珠海５１９０００)摘要:采用有限元分析方法,对工作压力及水自重作用下的热泵承压水箱美式单凸内胆椭圆形封头和碟形封头进行仿真,对比了２种封头的静应力最大值和安全系数最小值.结果表明,在０．７２MPa工况下,同一规格的椭圆形封头承压能力、安全系数远大于碟形封头.关键词:热泵承压水箱;椭圆形封头;碟形封头;有限元分析中图分类号:TP２４２;TU８９２文献标识码:Adoi:１０．３９６９/j．issn．１００６Ｇ３２６９．２０２３．０１．００６热泵热水器具有节能环保、能效高等优点,目前已在发达国家市场占据了较高的份额.在绿色发展理念指导下,国内热泵热水器行业也迎来了快速发展期.热泵热水器的加热速率低,一般需配置缓冲承压水箱作为储能部件,以满足其热量存储、压力缓冲及供热波峰波谷平衡的需求[１].承压水箱内胆是热泵热水器的核心部件,决定了热泵热水器的质量和寿命.为满足热泵热水器产品长期稳定使用的需要,承压水箱内胆必须具有良好的结构性能.目前的承压水箱主要有欧式双凸内胆和美式单凸内胆两类.二者结构的不同,导致了它们的制造工艺及所需设备存在较大差异.一般情况下,欧式胆容积为２００L以下,且以容积小于１００L的卧式壁挂件为主,多用于电热水器;美式胆容积为１００~５００L,且以４００L以下的立式落地件为主,多用于热泵热水器.热泵承压水箱内胆主要包括中段结构和封头两部分.其承压能力要求大于２倍的工作压力,循环脉冲能力至少应为１×１０５次[２].这与大多数承压容器的要求基本相仿.相关学者曾对承压水箱内胆的中段结构以及封头与中段连接部分的可靠性、极限载荷进行了理论研究[３Ｇ６].承压水箱单凸内胆的下封头一般是内凹立式着地的,既要承受系统压力,还要承受水的重力作用.相对常规压力容器封头来说,承压水箱内胆封头的结构形式和规格对热泵性能的影响较大,设计时需重点考虑.本文以承压水箱美式单凸内胆的下封头为研究对象,采用有限元仿真方法,对常用的椭圆形封头、蝶形封头进行分析,以期为产品结构选型和设计提供有效的技术支撑.１承压水箱内...
