家用空气源热泵热水器专用压缩机的研究

分析了热泵热水器系统与空调系统的差异,得出用于热泵热水器的压缩机所要经受的严酷工况.针对热泵热水器用压缩机可靠性要求高的特点,对压缩机泵体主要部件进行严酷工况下的受力分析,设计可靠的压缩机泵体结构.同时以热泵热水器的特点,合理设计电机、选择冷媒、优化吸排气结构、提高热泵热水器的制热性能.     

基于正交设计的汽车热泵空调系统参数优化研究

为研究汽车热泵空调在低温时的制热性能及各项参数对系统性能的影响,搭建了热泵系统实验台,研究了汽车热泵空调系统在室外温度为-10～0℃的制热量及制冷系数（COP）,分析了室外换热器风速和室内冷凝器风量对系统性能的影响。基于正交设计,通过一维仿真分析了低温时压缩机转速、电子膨胀阀开度、室内冷凝器风量、室外换热器风速对系统性能指标的影响并确定了最优参数。结果表明：COP随环境温度和室内冷凝器风量的提升而升高,室外换热器风速对COP的影响不大;选择不同的评价指标时,参数对指标的影响及最优参数组合皆有差异。     

排风余热回收型热泵热水器动态性能实验研究

提出了一种新型热泵热水器机组,利用浴室排风余热作为热源,通过热泵循环提高其能源品位后用于加热生活用水,并对其动态性能进行了实验研究.排风余热回收型热泵热水器全套装置全部置于室内,避免了空气源热泵机组在冬季工况下运行时室外换热器的结霜问题及热泵系统一年四季工况变化造成的压缩机压比过大、系统性能系数(COP)降低等问题,可在任何外界气候条件下高效稳定工作,且对浴室环境温度没有影响.实验结果表明,实验热泵热水器样机可在45 min内将85 kg水从18 ℃加热至出水温度50 ℃;当水箱出水温度在33～40 ℃时性能系数达到最大值为3.4,整个加热过程中的平均性能系数为3.15,平均耗功率为800 W.同时,实验发现冷凝盘管制冷剂上进下出布置方式可使水箱中水温产生严重的分层效应,从而产生较大的制冷剂过冷度,对于实验样机最大过冷度可达28 ℃.     

二氧化碳热泵热水器技术进展与市场趋势

介绍了二氧化碳热泵热水器性能、控制、尺寸和重等改进措施,对主要部件的技术特征进行了分析,总结了日本二氧化碳热水器的发展趋势,同时介绍了全球二氧化碳热泵热水器技术的市场潜力.从技术和市场两个方面的分析总结,以便全面了解二氧化碳热泵热水器产业现状和发展方向.     

直热式热泵热水器冷凝器结构优化试验研究

搭建了空气源热泵热水器试验台.在标准工况下,分别比较了普通套管式冷凝器,3套管式冷凝器和板式冷凝器对热泵系统运行性能的影响.结果表明,板式换热器在热泵热水器系统中换热性能大大优于另外两种常规换热器,使系统性能系数达到4.1,比使用其他两种冷凝器时系统的性能系数提高20％左右.试验结果为如何提高热泵热水器性能提供了依据.     

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.     

关于超高效热泵热水器专用压缩机的研究

国内将热泵热水器纳入可再生能源的呼声越来越高,而国外已经将热泵纳入可再生能源。同时,热泵热水器国家能效标准即将出台,类似于空调能效等级一样,对热泵热水器划分能效等级。超高效热泵热水器专用压缩机综合了较新的技术研发模块,优化了电机性能曲线,采用了焊接新工艺,经过了可靠性考核,将受到热泵热水器厂商的好评。     

跨临界CO_2热泵中间换热器对系统性能的影响研究

为了研究跨临界CO_2热泵系统中间换热器对系统的影响,采用基于Modelica语言的仿真平台Dymola,建立了跨临界CO_2热泵的系统模型。从系统COP、制热量、蒸发压力和温度、气体冷却器CO_2出口温度以及过热度等方面,着重分析了中间换热器的有/无对系统性能的影响。结果表明:有中间换热器的系统运行性能更好,运行也更加稳定。在规定工况下,有中间换热器比无中间换热器的系统最优COP要高1.6%,且最优排气压力降低5%;中间换热器有效地降低了蒸发压力,由于系统质量流量较小,系统换热更加充分,从而减小了气体冷却器出口CO_2与水的换热温差;同时,有中间换热器的系统,存在过热度,过热度对热泵性能有直接影响,可以使排气温度升高,压缩机出口焓值增大,制热量增大。对中间换热器的分析研究,可以更加系统地了解CO_2热泵运行节点参数,为系统以及各元件设计提供参考。     

商用热泵热水器专用压缩机研究

针对热泵热水器的运行原理,分析了热泵热水器系统与空调系统运行工况的差异,根据热泵热水器专用压缩机运行时间长、可靠性要求高的特点,对其泵体相关部件进行严酷工况下的受力分析,设计相应的压缩机泵体结构;并对具润滑油路进行仿真模拟、优化设计,以提高压缩机的整体性能和可靠性。     

一种新型商用CO_2跨临界循环压缩机开发与研究

介绍了一种新型商用跨临界CO2循环压缩机,并对此压缩机的关键部件,如壳体和连杆的设计及其应力分布进行分析,同时对压缩机内的油路进行设计,保证压缩机内油压平衡.在自行设计的跨临界CO2压缩机性能测试试验台对跨临界CO2压缩机及其热泵系统进行了系列实验研究,根据实验数据拟合出压缩机的等熵效率和容积效率公式.研究结果表明,在吸气压力为4.0 MPa,气冷器排气温度为25℃工况时,压缩机制热量在58～65 kW之间,制冷量在49～52 kW之间.跨临界CO2热泵系统在按照"一次加热"方式进行实验时,名义工况下出水温度分别为55℃和85℃时,热泵系统制热系数COPh分别为3.46和2.82.系统性能系数随着气体冷却器出水温度的升高而降低,但却随着蒸发器进水温度的升高而升高.冷却水进水温度越高,热泵系统效率越低,因此热泵热水器系统更适于"一次加热"供水系统.     

循环加热污水源热泵热水器运行性能的试验研究

针对目前能源紧缺及热泵热水器的发展现状,搭建了循环加热污水源热泵热水器实验台,维持蒸发侧污水源进水温度、冷凝侧和蒸发侧水流量恒定,测量记录保温水箱水温从15℃升高到55℃过程中的加热区间能耗、进出水温差、压缩机吸排气压力、电功率等参数。数据分析得出,系统平均能效比达到3.73,具有较好的节能性。     

CO_2热泵热水器的系统设计及试验研究

设计搭建了蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试试验台,在制冷剂充注量1.23kg时,通过调节膨胀阀的开度和控制气冷器的水流量来研究系统性能。结果表明:该机组能在较高COP(3.2)下制得65℃的热水,并可以在COP不低于2.0情况下制取80℃的热水;气冷器水流量对系统的COP、出水温度以及系统的排气压力影响最大;高效的换热器可以在压缩机排气温度一样的情况下提高出水温度,使系统在制取高温水时有更高的COP。     

热泵热水器蓄热水箱的数值模拟与结构优化

利用ANSYS数值模拟软件中的ICEM和FLUENT模块对静态加热式热泵热水器蓄热水箱内温度场和速度场进行了模拟计算,研究分析了不同的盘管直径及位置对水箱内部速度场与温度场的变化的影响,在此基础上提出了一个有关于冷凝盘管结构改进的优化方案。     

低温强热型空气源热泵热水器试验研究

采用中间喷射的涡旋热泵热水器专用压缩机及带经济器的系统设计,构成低温喷气增焓热泵热水器试验系统。试验结果表明:该系统能在-20~43℃环境下正常运行,制取65℃较高温度的热水。系统在环境温度高于20℃,且最高出水温度达到65℃时,能效比(COP)在3.4以上;在-15℃环境温度下COP依然能够保持在2.0以上;在-7℃~7℃段制热能力比目前常规热泵系统提高21%~28.9%。有效地扩大了(非二氧化碳)热泵系统的气候适应范围。     

往复加热型双水箱空气源热泵热水器试验研究

介绍了新型往复流动加热双水箱热泵热水器的组成与工作过程,研制了试验系统,测量了系统的基本性能。试验结果表明新系统在原理上是可行的。在相同加热时间内,该系统比恒温加热型加热水量提高29%,性能系数提高19%;在相同加热水量条件下,该系统与常规变温加热型的性能系数和加热时间基本相同,但储热性能优于后者,说明水箱内部采用的浮子卷套结构减少了冷热水混合不可逆损失。     

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。     

太阳能热泵热水器加热性能的试验研究

在自行设计制作的试验台上进行了太阳能热泵热水器加热性能试验.定流量循环加热热水时,太阳能热泵热水器比普通太阳能热水器加热速度快3.4倍,集热器效率提高了1倍多.太阳能热泵直流式加热热水时,热水出口温度随热水流量的增加而降低,系统能效比随热水流量的增加而增加;热泵蒸发温度与热水入口温度越高,产生适宜出口温度的热水流量调节范围越大,出口温度相同时则系统能效比越高;太阳能热泵具有即时供热水功能.太阳能热泵热水器采用循环式加热比直流式加热耗时更短,经济性更好.     

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。