压缩机频率对R410A/R410A复叠式热泵系统性能的试验研究

通过搭建R410A/R410A复叠式热泵系统试验台对比了在改变高温级或低温级压缩机频率下热泵系统性能的的变化情况,结果表明:在同一工况下,压缩机频率由50 Hz增加到80 Hz,高温级压缩机频率改变时的最小复叠温差仍大于低温级压缩机频率改变时的最大复叠温差;在系统运行未达到最高COP时,增加低温级压缩机频率所带来COP的升高或降低在数值上明显大于增加高温级压缩机频率,且低温级压缩机频率改变时COP的峰值也明显高于改变高温级压缩机的频率;为了更好地研究低温压缩机频率对复叠热泵系统性能的影响,通过对比试验发现改变高温级或低温级压缩机频率时的COP曲线均呈现先增大后减小的趋势,COP达到峰值时,高温级压缩机的最佳频率为53 Hz,低温级压缩机的最佳频率随蒸发工况的降低而降低,压缩机的最佳频率只能使系统在该工况下达到最高COP,在最佳频率下运行的系统COP所能达到的峰值仍然由所处工况决定。     

即热式空气源变频热泵热水系统性能的试验研究

介绍了一种即热空气源变频热泵热水系统,分析了水路模块与热泵模块的理论耦合,得到冷凝器出水流量和温度与热泵系统制热量的关系,以及承压水箱流量和温度与热泵系统制热量的关系。测试了机组在变工况下给用户提供42℃、6L/min热水的的运行特性,结果表明:运行时压缩机排气比循环加热式热泵热水器的排气温度和压力低并且稳定;运行的环境工况范围大,即在高温43℃和低温-7℃均可运行;制热COP随环境变化呈抛物线状变化,且在43℃、20℃和-7℃时,制热COP分别为12.6、4.5和3.8。     

低压补气型纯电动客车全微通道热泵系统 试验研究

针对纯电动客车热泵系统在高温和低温环境下排气温度过高、系统性能衰减的问题,开发了一种低压补气型纯电动客车全微通道热泵系统。搭建了试验台对系统制冷、制热性能参数进行研究。结果表明:在高温50℃环境下,与不补气系统相比,低压补气系统排气温度下降12.6℃,制冷量和压缩机功率分别下降6.1%和9.1%,COPc提高3.6%;在超低温-10℃和-20℃环境下,与不补气系统相比,低压补气系统排气温度分别下降37.4℃和29.4℃,制热量分别提高16.6%和22.6%,压缩机功率分别提高10.8%和14.5%,COPh分别提高5.3%和7.1%。     

R427a应用于空气源热泵热水器的性能研究

对制冷剂R427a在空气源热泵热水器上的应用做了研究,并与常用制冷剂R22和R134a在典型工况下做了对比分析,分析了3种制冷剂的吸排气压力、吸排气温度、压缩机功率、制热量、性能系数随环境工况变化的关系,得出了各特性参数的变化规律;另外在5℃进出水温差条件下,热水进水温度每上升5℃(如50℃进水,55℃进水,60℃进水)时,制热量下降2%～3%;COP下降10%～11%;功率上升11%～13%;吸排气压力分别上升3%～4%、10%～15%;吸排气温度分别上升5%、10%左右;这些为热泵热水器的设计使用及工质选用提供了参考。     

中压补气技术对电动客车用热泵空调器性能的影响

针对电动客车用热泵空调器在低温工况下压缩比大、排气温度高、容积效率偏低、系统性能降低等突出问题,提出了采用带经济器的中压补气技术,并对系统循环过程进行理论分析,测试了不同车外环境温度下中压补气技术对电动客车用热泵空调器的性能影响。结果表明:与不补气的热泵空调系统相比,采用中压补气技术可显著降低压缩机排气温度,使系统安全可靠运行,特别是在-15℃的超低温车外入口空气温度时,不补气排气温度高达116.7℃,而中压补气排气温度为99.6℃,相比下降了14.7%;采用中压补气技术减少了热泵空调的制热衰减量,提升了制热性能系数COP,且随着车外环境温度的降低,其效果更加显著,当车外入口空气温度由7℃下降到-15℃时,制热量提高了5.2%~21.3%,COP提高了3.2%~14.2%。     

EXV开度对纯电动汽车热泵空调性能的影响

基于搭建的电动汽车热泵空调系统性能试验台,详细研究了EXV开度变化对系统的冷凝和蒸发压力、过冷度、热泵出风温度、制热量、压缩机功耗和性能系数COP的影响。结果表明:在压缩机转速、冷凝器进风温度和风量一定的条件下,随着EXV开度增加,冷凝压力减小而蒸发压力变化较小,过冷度、制热量和热泵出风温度均呈减小并当EXV开度增大到一定程度后减小幅度变缓,压缩机功耗先减小后基本维持不变,系统COP先增大后减小;冷凝器出口过冷度较大时,通过改变EXV开度可有效调节热泵出风温度,且在开度较小时增大EXV开度有利于获得较高的COP。研究结果可为纯电动汽车热泵空调系统性能的调节和控制策略制定提供参考。     

单级/复叠双制式热泵干燥系统设计与试验研究

提出了一种单级/复叠双制式热泵干燥系统,通过不同模式的切换适应环境温度变化对系统制热量的影响,保障干燥系统的供热需求,同时利用干燥空气的循环加热可提高干燥室的供风温度。在此基础上,进一步开发了单级/复叠双制式热泵样机,并设计出相应的试验系统,根据试验结果对单级/复叠双制式热泵样机的变工况性能进行分析与讨论,结果表明:相同环境温度时,复叠模式的最高供风温度明显高于单级模式,两者差值随环境温度升高而减小;相同环境温度时,复叠模式制热量与能耗都高于单级模式,且两者能耗的差值随环境温度升高而增大;随着环境温度的增大,复叠模式的COP存在最优值,而单级模式的COP逐渐升高;高温级压缩机不同模式下运行压比差异较大,系统设计时需要合理选型。     

小型热泵型蓄能空调水蓄热特性的试验研究

结合蓄能空调系统自身的特点,设计了小型热泵型水蓄能空调装置并进行试验研究。试验结果表明,采用蓄能桶蓄热装置,在热泵机组进行制热性能运行时能有效提高压缩机吸气温度,排气温度也相对较高;在低温制热工况下,系统的最大制热量可以达到额定制热量以上,除霜性能也较优;水蓄热时不同工况下的压缩机吸排气温度以及压缩机功率会有变化,并且在释热状态下运行时,机组的COP有显著提高。由于该系统使用水作为蓄热材料,蓄热量有限。     

中压补气型纯电动客车热泵空调系统性能试验研究

针对纯电动客车热泵空调系统在夏季高温和冬季低温环境下系统性能严重衰减的问题,开发了一种带经济器的中压补气型纯电动客车热泵空调系统,试验研究了系统在50 ℃和-20 ℃环境温度、不同压缩机转速下的性能。结果表明,采用中压补气技术后,系统排气温度降低;当压缩机转速从2 000 r/min升高到5 000 r/min过程中,在50 ℃超高温环境下,中压补气系统制冷量增加了1.4%～6.5%,压缩机功率增加了0.7%～3.4%,COP_c提高了0.3%～3.3%;且在-20 ℃超低温环境下,中压补气系统制热量增加了10.1%～14.3%,压缩机功率增加了1.3%～5.8%,COP_h增加了8.0%～9.5%。     

新型两级压缩热泵中高温工况循环性能分析

中高温热泵系统中在工业领域有广泛的应用,但其排气温度偏高。本文从降低压缩机排气温度角度,设计一种双级压缩新型热泵系统。系统由高低级压缩机、分凝器、两个节流机构等组成。以循环性能较好的两种工质R134a和R152a为系统循环工质,理论分析结果表明:在中高温工况下,新系统工质R152a循环性能系数COP优于R134a,在相同工况下工质R152a循环性能COP比R134a高7%⁸%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有38%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有3¹2℃的降幅。     

一种具有辅助进气口的空气源热泵的试验研究

为解决传统空气源热泵机组在低温高湿地区制热量低、制热能效比低下及不能正常可靠工作的问题,介绍了一种采用了具有辅助进气口的涡旋压缩机的制冷系统.按照GB/T 10870《容积式和离心式冷水(热泵)机组性能试验方法》对原型机进行了不同工况的测试.测试数据表明,这种新型空气源热泵不仅可以降低压缩机在高温工况和低温工况下的排气温度,进而保证机组长期、可靠地工作;还可以提高低温工况的制热量和制热能效比,但这种趋势随环境温度的上升而下降.通过这种方式,可以使空气源热泵的应用范围得到很大扩展.     

电动汽车引射热泵系统性能模拟研究

为了提高电动汽车空调系统的性能,在传统热泵系统中采用引射器形成梯级蒸发,提出了一种新型电动汽车引射热泵系统。采用集总参数法建立了系统的稳态数值模型,模拟分析了引射热泵系统在不同工况下的性能,并与传统热泵系统进行了对比。模拟结果表明:在冬季制热工况下,降低冷凝温度或提高蒸发温度使引射器的引射比减小,但其压力提升比、系统制热量及COP均增大;在不同蒸发或冷凝温度条件下,随压缩机转速增加,系统制热量有所增加,系统COP减小,但转速对引射器性能的影响很小;在模拟工况范围内,引射热泵系统COP始终高于传统热泵系统的COP,最高改善的幅度约为20.3%。研究结果为引射器在电动汽车热泵空调系统中的应用提供了参考。     

毛细管长度对热泵热水器系统动态性能的影响

对使用4种不同长度毛细管的空气源热泵热水器系统的动态性能进行了试验研究,分析了毛细管长度对压缩机排气温度、系统耗功率、蒸发压力、冷凝压力、制热量及系统性能系数(COP)等的影响.试验结果表明,在加热初始阶段,采用短毛细管的热泵热水器系统性能优于使用长毛细管的系统性能,而在加热后期则恰好相反.为了提高加热周期内热泵系统的平均性能系数,在加热过程中分别切换使用长度为150mm、250mm和350mm的3种毛细管,其动态性能试验表明,可大大提高热泵热水器系统的性能,其平均COP约为4.6.在整个加热阶段,压缩机的排气温度未超过90℃,保证了压缩机在一个安全稳定的条件下运行.     

热泵用涡旋压缩机补气位置特性研究

针对热泵空调用涡旋压缩机的补气增焓技术的研究与应用,对补气增焓涡旋式压缩机的补气孔位置进行了理论研究。结果表明:相对于无补气过程,有补气过程的制热量和能效比增加,排气温度下降,排气压力上升。在所选计算工况下,与无补气热泵系统相比,补气位置在吸气腔时能够获得最大的制热量增量,补气位置在吸气腔和压缩腔时能够获得最大的EER增量,补气位置在吸气口和压缩腔时能够最大限度的降低排气温度。     

低温空气源CO_2热泵热水器系统特性研究

压缩机排气温度过高及制热量不足等现象是单级蒸汽压缩式制冷系统在低蒸发温度下经常面临的问题,以CO_2为制冷工质的中间不完全冷却两级蒸汽压缩热泵系统能很好地改善这些问题。本文构建了低环温(-20℃)下CO_2热泵热水器系统、确定了系统各部件结构参数、建立了部件和热泵系统的数学模型。模拟结果表明:随着环境温度升高,CO_2热泵热水器系统制热量以及COP呈现出增长的趋势,改变水侧输入参数对系统性能有较大影响。     

高温热泵压缩机频率对循环参数的影响

为了了解高温热泵系统中,压缩机频率对系统循环参数影响规律,本文在R410A高温热泵试验台上,在较大频率范围内(40～120Hz)对各循环参数如蒸发温度、冷凝温度、排气温度、压比、过冷度、过热度等与频率之间的关系进行了试验研究.试验结果表明,冷凝温度、排气温度、压比、过热度随频率的升高而增大,蒸发温度,过冷度随频率的升高而减小.     

热泵干衣机用线性压缩机的设计优化与性能分析

针对热泵干衣机的应用特点,介绍了热泵干衣机用线性压缩机的设计过程与优化方法,并进行了系统性能分析。设计的线性压缩机样机作为热泵干衣机可以实现70%以上的压缩效率, 压缩效率受工况条件影响较小,随冷凝温度的降低略有下降,而随蒸发温度的降低略有增加。但热泵循环制热能效COP受工况条件影响较大,冷凝温度越低或者蒸发温度越低,制热COP越高。在冷凝温度63 ℃,过冷度0 ℃,蒸发温度7 ℃,过热度3 ℃的工况下,制热COP可以达3.0以上。     

R417A和R22混合制冷剂应用于低温空气源热泵的试验研究

选用REFPROP 9.0制冷剂计算程序,分析模拟了R22和R417A在4种不同配比下混合构成制冷剂的热物性参数,并计算了不同比例下的理论循环特性,得到最佳比例为7:3。在2种低温工况(-7.6℃和-12℃)下,分别将4种混合制冷剂充注到一台低温空气源热泵机组,对压缩机吸排气压力、压缩机吸排气温度、压缩机功率、制热量、能效比等参数进行测试记录,并与R22制冷剂进行对比分析。结果表明:试验和理论相一致,最佳比例为7:3。该混合制冷剂系统的单位制热量和COP略低于R22系统,但是吸、排气压力,吸、排气温度以及压缩机运行功率均低于R22。     

基于R245fa工质的高温热泵机组试验研究

高温热泵机组以30～60 ℃的工业废水为低温热源,为客户提供80 ℃以上高温热水,相较于电热锅炉,其具有显著的节能优势。现针对客户需求,设计了一台以环保制冷剂R245fa为工质的高温热泵机组,测试了其在不同工况下的性能参数。结果表明:随着冷凝温度的上升,高温热泵机组COP由5.46降至3.10;在各运行工况下,压缩机的排气过热度正常,能够保证机组长期稳定运行。     

制冷剂R1234ze在高温热泵中应用的对比研究

对比了R1234ze、R134a、R124、R142b等工质的热物理性质,分析了几种工质在高温热泵应用中相同工况下的压比、COP、压缩机排气量、排气温度等性能参数,论述了R1234ze用作高温热泵工质的可行性及R1234ze高温热泵机组的特性。结果表明R1234ze在高温热泵75⁹5℃工作区间内,具有系统制热COP高、压比适中、压缩机排气温度低等特点。同时,其良好的热物性、较低的GWP值决定了其可以应用于高温热泵中。