空气源热泵蒸发器并联轮换除霜理论研究

针对大中型空气源热泵系统除霜,提出一种空气源热泵蒸发器并联轮换除霜系统,该系统能够实现除霜时不停止制热。为分析系统的结霜/除霜特性,建立空气源热泵蒸发器并联轮换除霜系统理论模型。通过模拟研究蒸发器并联轮换除霜系统结霜/除霜过程中霜层和系统制热性能随运行时间的变化情况。结果表明,在环境温度-5℃,相对湿度80%时,系统运行60 min时,室外机霜层厚度已影响机组正常运行;在运行40 min时开始运行除霜,除霜周期为15.76 min,获得的最大制热量为7.94 kW,最大制热COP为2.77。     

空气源热泵名义制热量损失系数模型研究

为正确评价空气源热泵机组在结除霜过程的运行性能,探索其在冬季结霜工况下的运行性能,本文提出以"名义制热量损失系数"作为评价空气源热泵结除霜损失的重要参数,并基于大量实测数据,采用广义人工神经网络的预测方法,建立空气源热泵名义制热量损失系数的预测模型。结果表明:建立的预测模型相关系数r 0. 9,期望偏差百分数(EEP)小于6. 5%,模型学习训练效果及通用能力表现良好,该模型可用于预测空气源热泵机组结除霜过程的制热性能,预测结果可作为探寻不同结霜工况下最佳除霜控制点的重要依据。     

空气源热泵除霜控制方法研究现状及展望

空气源热泵在除霜过程中“误除霜”事故时有发生,“有霜不除”会导致机组制热能力和性能下降,“无霜除霜”会导致系统供热量损失,因此空气源热泵在除霜时最佳除霜起止点的判定尤为重要。除霜控制是通过选择恰当的除霜切入点和结束点,使除霜周期内空气源热泵系统稳定性好、节能以及能保证室内的热舒适。本文通过总结国内外学者对除霜控制方法的研究,分析了直接测量霜层厚度、间接监测结霜程度以及通过智能算法输出除霜起止条件三种除霜控制方法的局限性,分别从人工智能除霜控制方法的研究,抑霜技术与除霜控制方法的结合,除霜控制方法的评价体系方面对今后的研究方向作出展望。     

空气源热泵系统无霜化及除霜方法概述

空气源热泵因性能稳定、使用方便等特点在房间供暖与空调等领域得到广泛应用,冬季室外换热器表面结霜和除霜是影响其系统性能的主要因素。本文概括了空气源热泵系统的结霜条件、无霜化以及各类热力与非热力除霜方法,重点阐述了采用相变蓄热装置的各种热泵系统及除霜方法,对研究报导中应用的相变材料、蓄热换热器结构进行综述。最后对实现空气源热泵产品的无霜化或除霜高效化和持续供热的研究方向进行展望:可靠的吸附材料及其再生方法研发是通过干燥方法破坏除霜条件的技术需求;高压电场和超声波除霜方法需进一步完善,提高稳定性和经济性;蓄热除霜有很大的市场潜力,但需优化系统及蓄热换热器设计,并深入相变材料的研究。     

一种新型无霜空气源热泵热水器实验研究

针对空气源热泵在低温环境下容易结霜问题,本文提出一种新型无霜空气源热泵热水器,其利用固体干燥剂较强的除湿特性,使室外空气含湿量低于结霜条件来实现无霜运行;其次,利用相变蓄热装置对冷凝余热进行回收,使之作为再生模式下的低温热源,对干燥剂进行再生,以保证系统的持续运行。本文通过实验验证了新型系统的可行性,并与传统除霜系统相比,在环境工况为0℃/80%下,其COP比热气旁通除霜系统和电除霜系统分别高7.25%和46.3%。     

空气源热泵双回路旁通除霜控制策略的试验研究

为了改善空气源热泵除霜工况下的制热性能,对双回路旁通除霜技术及其控制策略进行试验研究。在室外空气温度1℃,-5℃,-10℃及100%相对湿度条件下,对采用双回路旁通除霜技术的一台2 hp家用分体式空调器进行测试,并与采用四通阀换向除霜方式下的除霜/制热性能进行对比。结果表明,整个结霜除霜周期能够保持良好的制热性能和除霜性能,在3种工况下的最低送风温度分别为37. 9℃,34. 8℃和34. 6℃,均不低于正常制热的送风温度,采用双回路旁通除霜技术可以在除霜过程中保持室内机连续供热运行。     

铁路工程低温空气源热泵运行实测与优化分析

铁路沿线房屋常常远离城市且具有“点多线长”的特点,当铁路客站不具备接入市政供暖和燃气时,空气源热泵因取热方便、能效比高等优势在铁路工程中应用广泛。为探究低温空气源热泵在铁路工程的应用效果及性能,对低温空气源热泵在铁路工程应用的3个工程进行了实测,重点分析了低温空气源热泵机组在不同地区使用的容量修正问题。研究结果表明：由于机组的制热性能受室外环境影响大,为提高低温空气源热泵的制热性能,机组选型时温度修正系数需考虑供暖季的热负荷频率分布和辅助热源措施以防止设备容量过大。此外,由于重霜区集中在温度不太低,湿度较高的区域,在严寒、寒冷地区低温空气源热泵的“无霜除霜”的现象较为严重,其融霜修正系数取值建议在0.88～0.95范围内。再次,铁路房屋供暖末端形式受热泵机组的供水温度影响,建议以散热器为末端供暖系统采用CO₂低温空气源热泵机组,以辐射地板和风机盘管采用常规制冷剂空气源热泵机组即可满足要求。     

复叠式空气源热泵蓄能除霜与常规除霜特性实验研究

针对复叠式空气源热泵在冬季寒冷地区供热运行中遇到的结霜和除霜问题,本文提出增设蓄热器的蓄能复叠式空气源热泵除霜系统,通过实验研究了该系统间断制热蓄能除霜及不间断制热蓄能除霜两种除霜模式下的除霜特性,并与常规复叠式空气源热泵采用的低温级热气旁通除霜方式进行对比分析。结果表明:采用蓄能除霜方法的除霜时间较旁通除霜减少71.4%~77.6%,系统除霜能耗降低65.1%~85.2%,机组除霜运行更稳定、可靠。     

除霜溶液冷冻再生的可行性分析

针对空气源热泵除霜溶液的冷冻再生问题,利用R407C非共沸混合制冷剂的变温蒸发特性满足除霜溶液的再生温度要求,从而实现溶液的冷冻再生。本文对制热工况下制冷剂的非共沸特性进行相关试验研究,并采用Solidworks软件进行机组模型的构建,针对R407C滑移温度的特性,对机组的再生温度、除霜溶液浓度以及机组蒸发温度三者之间进行匹配计算和分析。结果表明,采用R407C制冷剂的机组比采用R22制冷剂的机组蒸发侧压损减少38%,证明R407C制冷剂用于空气源热泵除霜溶液冷冻再生的可行性。     

蓄热除湿耦合型无霜空气源热泵热水器实验研究

本文研究了一种新型无霜空气源热泵热水器系统,该系统在传统系统基础上增加了除湿换热器和蓄热装置,其运行方式包括制热模式和再生模式两种。针对此新型系统,本文搭建了实验台,并通过研究发现,该系统在室外温度为-3℃、0℃和3℃、RH(相对湿度)为85%的工况下可以保持无霜运行时间分别为32 min、34 min和36 min;且在再生模式下能够满足干燥剂的再生,保证系统了的持续供热。此外,与逆循环除霜系统相比,在-3℃和3℃,RH为85%下,COP分别高17.9%和3.4%,表明在低温环境下,该系统有相对明显的优势。     

基于空调排风的空气源热泵的节能特性分析

分析了空调系统的排风热和空气源热泵的性能参数,并比较了空气源热泵在以空调系统排风和室外空气为低温热源时的性能参数,得出了在以空调系统排风为低温热源时能较大的改善空气源热泵的性能参数.最后分析了以空调系统排风为低温热源时空气源热泵的节能性.     

空气源热泵自然冷源过冷制热性能实验研究

冬季我国北方室外环境蕴含大量天然冷源,热力学分析表明热泵工质过冷释放的热量可以在蒸发器的等温吸热过程中获得补偿。为了研究大气自然冷源对热泵制热性能的影响,增设室外过冷器,搭建利用自然冷源过冷的空气源热泵实验装置。实验结果表明：当室外环境温度大于0 ℃,冷凝温度小于45 ℃的条件下,自然冷源过冷对热泵制热量与制热COP影响均较小,系统制热量维持在6.22 ~ 6.70 kW,制热COP维持在3.03,压缩机排气温度维持在103 ℃以下;当室外环境温度小于 -10 ℃,冷凝温度大于50 ℃时,随过冷度的增加,压缩机功率增加、排气温度显著增高,系统制热量呈先缓慢增加后减小趋势,制热COP降至2.3。基于上述研究提出一种空气源热泵过冷融霜新型除霜方式,融霜同时不停止制热。     

结霜工况下热泵空调器性能的数值模拟

本文对热泵空调器在结霜工况下的运行性能进行了理论模拟,建立了热泵空调器制冷系统稳态分布参数模型和结霜过程的动态分布参数模型.在系统模型建立中把结霜过程视为准稳态过程.计算结果表明在霜刚开始形成时,有助于增大管壁和空气之间的换热系数,当霜层达到一定厚度时热泵的制热能力,性能系数等讯速下降.经与其他已发表的文献比较计算结果合理.     

电动汽车热泵系统低温工况的制热性能实验研究

为研究低温时电动汽车热泵空调系统的制热性能,本文通过搭建空气源热泵空调系统实验台,实验研究了电动汽车热泵空调系统在环境温度为-10~0℃的低温工况下的制热性能,分析了压缩机转速(2000~5000 r/min)、HVAC总成进风量(300~400 m^3/h)和环境温度对该热泵系统性能的影响,最后通过推导公式,估算电动汽车在使用空调系统后的续航里程。实验结果表明:随着压缩机转速的增加,压缩机排气温度、排气压力和系统制热量均增加,而COP下降;当保持压缩机转速和环境温度不变时,HVAC总成进风量从300 m^3/h增至400 m^3/h,制热量增加约13.3%~26.0%,COP增加约0.03~0.80;在其他条件不变时,当环境温度从-10℃升至0℃,热泵空调系统的制热量增加约60.9%~71.0%,COP增加约0.51~0.63;通过公式进行计算,当环境温度为-10~0℃时,在达到相同制热量条件下,热泵空调系统可在PTC加热器的基础上使续航里程提高13.5%~20.8%。     

Performance improvement of air source heat pump using gas-injected rotary compressor through port on blade

Gas injection has been a crucial technology to avoid the serious degradation of air source heat pumps in low ambient temperature. A novel injection structure on the blade for rotary compressors has been put forward in previous research to overcome the drawback of traditional injection structures. Based on a verified numerical model, the thermodynamic performance of an air source heat pump with the new gas-injected rotary compressor is investigated. The results indicate that, compared to the air source heat pump with the regular single-stage rotary compressor, the proposed injection structure can enhance heating capacity and COP of the air source heat pump by 23.1–28.2% and 4.5–8.1%, respectively.     

基于复合热源的热泵型空调器

提出将空气-水作为热泵型空调器的复合热源。根据当前的研究状况,初步设计空气-水复合热源热泵型空调器,利用热力学原理分析该空调器的工作循环和特点,结果表明该空调器的制冷性能高于空气源热泵空调器,制热和室外换热器结霜状况得到一定改善。     

补气增焓热泵机组运行性能模拟研究

基于空气源热泵机组在低温工况下的运行特性,对单级空气源热泵机组及补气增焓热泵机组进行仿真模拟计算,提出一种带补气的热泵机组运行性能的计算方法,得出不同蒸发温度下最佳补气压力值,对改善低温环境下空气源热泵机组的运行性能具有重要意义。     

低温热泵用涡旋压缩机性能的试验研究

制定低温热泵用涡旋压缩机试验方案,对研制的原型机进行性能测试。试验结果表明：在冷凝温度不变的情况下,随着蒸发温度的降低,原型机的制热量有所减少,但减少的速度低于普通热泵系统用涡旋压缩机;压缩机的电功率有所增加,但增加的幅度不大,且压缩机的排气温度也有所降低,故在低温工况下采用准二级压缩热泵用涡旋压缩机比采用普通热泵用涡旋压缩机可以更有效地提高空气源热泵的低温制热性能,是寒冷地区用小型空气源热泵比较适宜采用的压缩机。     

空气源热泵热水器系统性能分析

为了预测空气源热泵热水器的运行性能,提高系统稳定性和降低能耗,建立空气源热泵热水器系统仿真模型,在焓差实验室对一台水箱容积为150L的一体式空气源热泵热水器样机进行变工况实验以验证模型的准确性,利用所建立的模型研究蒸发器入口空气流速及制冷剂质量流量对机组性能的影响。结果表明:系统制热量和COP都随环境温度的升高而不断增大;系统制热量随蒸发器入口空气流速的增大而呈增大趋势,在达到某值后,系统制热量变化趋于稳定;系统COP随制冷剂质量流量的不断增加呈先增大后减小的趋势,即制冷剂质量流量存在最佳值使得热泵性能系数最高。     

双效溴化锂吸收式热泵余热回收系统数值模拟研究

溴化锂吸收式热泵机组可以有效回收利用工业和建筑中的各种形式低温余热,提高余热资源回收率,但设备参数对热泵性能影响很大.因此本文基于温度对口和梯级利用的原则,对蒸汽型双效溴化锂吸收式热泵机组内传热部件进行热力及传热分析,通过质量和能量守恒建立热泵机组数学模型,分析热网供水温度、蒸发器进口低温余热水温度和驱动热源温度这三个...