制热工况燃气机热泵性能试验研究

建立燃气机热泵试验系统,在制热工况下采用试验方法,计算分析冷凝器进水温度、燃气发动机转速、室外温度等因素对燃气机热泵性能参数(燃气机热泵总制热量、燃气发动机消耗的天然气热功率、燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率,燃气机热泵总制热量包括冷凝器制热量与余热回收制热量)的影响。室外温度为17℃条件下,燃气发动机转速为1 400min~(-1)时,燃气机热泵总制热量、燃气发动机消耗的天然气热功率均随冷凝器进水温度(变化范围为30.6～54.5℃)的升高而增大,燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率均随冷凝器进水温度的升高而减小。燃气发动机转速为1 600 min~(-1)时,4项性能参数随冷凝器进水温度的变化与燃气发动机转速为1 400 min~(-1)时基本一致。与燃气发动机转速为1 400 min~(-1)时相比,转速为1 600 min~(-1)时的燃气机热泵总制热量、天然气发动机消耗的天然气热功率均明显增大,燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率均出现了下降。随着燃气发动机转速的增大,噪声也明显增大。燃气发动机转速为1 400 min~(-1)、冷凝器进水温度为45℃情况下,燃气发动机消耗的天然气热功率、燃气机热泵总制热量均随室外温度的升高而增大,前者的增大幅度小于后者。燃气机热泵制热性能系数、燃气机热泵一次能源利用率均随室外温度的升高而增大。     

燃气机热泵一次能源利用率的分析

分析了燃气机热泵系统的工作原理，给出了其一次能源利用率的计算式，指出了影响一次能源利用率的因素。通过实验，得出了发动机转速与热泵性能系数、发动机热效率的关系曲线，并进行了分析。     

热网供热调节方式对吸收式热泵性能的影响

针对回收利用电厂汽轮机排汽余热的溴化锂吸收式热泵及其供热系统,通过VB编程进行热泵机组的热力计算,分析了不同集中供热调节方式对热泵机组性能和供热系统能耗的影响。结果表明:对于直接连接热水供热系统,在室外温度较低时质量-流量调节方式的热泵能耗最小,室外温度较高时分阶段改变流量质调节方式的热泵能耗最小。     

燃气机热泵过渡季节供生活热水性能分析

搭建了燃气机热泵机组并进行了测试,就过渡季节发动机转速、冷凝器进水温度与空气湿球温度对燃气热泵制热量影响规律进行了研究,为燃气机热泵运行提供了参考。     

风冷燃气机驱动压缩式热泵冷热水机组运行特性试验研究

对采用国产制冷机及部件设计研制的热泵冷热水机组进行了调试、试运行及运行特性测试，结果表明，机组设计合理、性能可靠，提高供水温度的措施是可行的，在不计燃气缸体冷却热的条件下，一次能源利用系数仅供热时达0.97，同时供热供冷时可达1.74。     

燃气机驱动的压缩式制冷机组的运行特性研究

根据实验得到的燃气机的万有特性曲线和压缩机厂家提供的变转速活塞式压缩机性能测试数据,对采用燃气机驱动的压缩式制冷机组的整体运行特性进行了研究。分析了蒸发温度、冷凝温度、转速和转速比对机组整体运行特性的影响。结果表明,转速和转速比对机组的性能影响较大。降低转速并不一定能提高机组一次能利用率,因为过低的转速会导致燃气机热效率的下降。而根据燃气机与压缩机容量的大小和机组运行要求,合理匹配燃气机与压缩机之间的转速,可以提高机组整体的运行性能。     

基于Dymola的燃气热泵系统制冷工况仿真研究

采用面向对象的、多领域的物理系统建模语言Modelica和Dymola编译器编制了燃气热泵各部件的仿真程序,包括天然气发动机、压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等。利用该模型对样本燃气热泵机组制冷工况进行了调试,并将机组调试模型与样本数据进行了对比,验证了模型的可靠性;在额定测试条件下,机组模型50%~100%负荷工况的运行性能很好地还原了样本数据;同时还考察了室外环境温度变化对机组性能的影响。     

中深层地下水源热泵机组群实际运行特性分析

以陕西某中深层地下水源热泵系统为例,分析新热源旧管网地热能供热系统的现有运行策略;采集供热站在供暖季各设备实际运行数据,分析室外温度、不同启停组合对供热站热泵机组群性能的影响;通过新旧运行方案的对比分析,预测优化后的运行方案可以为供热站每个供暖季提升的经济效益。研究结果表明,现有运行方案热泵机组群运行耗电量和制热量均呈现阶跃式分布,相同热泵机组运行台数下,不同机组出力存在差异;不同启停组合下,制热量存在较大差别,但制热性能系数基本相同;优化后的运行方案,可以为供热站每个供暖季节约电费约39.2万元。     

分布式水源热泵区域供热系统的能耗特性研究

本文从某分布式水源热泵区域供热项目近几年来的实际运行工况出发,对影响分布式水源热泵区域供热系统的能耗特性进行了分析,与同等容量的锅炉房供热系统相比,分布式水源热泵供热系统的一次能源利用率提高了82.6％.本文对影响分布式水源热泵区域供热系统的的主要因素进行了分析,输送半径在10公里之内的源水输配能耗约占系统总能耗的8％.二网水力不平衡问题可以造成能耗提高约20％.热泵机组的运行调节方案以及机组配置对能耗水平的影响约10％.     

并联式混合动力燃气热泵充放电性能研究

本文基于混合动力燃气热泵系统,设计了该系统的并联式驱动形式.基于发动机燃气消耗率以及发动机与压缩机的速度匹配,对并联式驱动系统的传动装置进行了设计.对余热回收系统的管道布置方式进行了区分和研究,选择了旁通式的余热回收系统.将并联式驱动系统、余热回收系统以及热泵系统结合构建了并联式混合动力燃气热泵系统.在此基础上,对该热泵系统进行了电机恒定扭矩的充放电试验,研究了在不用运行模式下,整个系统的性能与各个参数的变化规律,包括：热泵性能系数（COP）、热泵制热量、发动机燃气流量、余热回收量.最后,基于对系统的试验性能研究,分析该系统的一次能源效率（PER）的变化规律,并与燃气热泵系统进行比较.结果发现,电机充电扭矩提高系统PER约14％效果明显,而电机扭矩提高系统PER为1.1％左右.