R417A热泵空调器运行特性分析

在焓差实验台和热泵性能测试系统中,对1台R417A热泵空调器在高/低温工况下的运行特性进行研究。通过改变蒸发器侧空气的温度、湿度等参数,测得压缩机吸/排气温度、蒸发温度、冷凝温度、制热性能系数,并用数码相机对室外侧翅片管蒸发器的结霜情况进行记录。实验数据和结果表明,在高/低温工况下,R417A热泵空调器的排气温度相对较低,制冷系统的冷凝温度、蒸发温度、制热系数和功耗在高温工况时变化不大,低温工况时,由于室外侧翅片管蒸发器结霜系统各性能变化较大,在结霜后期系统的性能有较大的衰减。     

适用于-20℃环境的CO_2汽车热泵系统的开发及性能测试

开发CO_2跨临界汽车热泵,是解决R134a汽车热泵在低温环境下制热量不足、无法正常工作问题的有效措施。本文理论分析了影响CO_2汽车热泵性能的关键因素,在最低为-20℃的环境温度下实验研究了CO_2汽车热泵的性能。结果表明:开发的CO_2汽车热泵系统在低温环境下稳定运行,具有较好的制热性能;在相同压缩机转速条件下,室内进风温度对制热COP(COP_h)影响更大,室外环境温度对制热量影响更大;在-20℃环境冷启动工况下COP_h可达到3.15、制热量为3.6 k W;进风(Tg,a,in)和出风(Tg,a,out)温度分别为20℃和40℃时,COP_h最低为1.72。因此,与R134a相比,CO_2车用热泵系统的低温制热性能有显著的优势,该系统在电动汽车上具有较好的应用潜力。     

风冷热泵旁通除霜问题的研究

通过对风冷热泵冷热水机组冬季制热运行时换热器结霜与除霜问题的研究,针对一种常见的逆循环除霜中旁通除霜法研究,提出了相应的减少除霜损失的措施。     

两级压缩空气源热泵结霜性能试验研究

虽然空气源热泵得到了广泛的应用,但是空气源热泵机组在冬季低温环境下运行,其蒸发器表面结霜,会严重影响效率。本文研究了两级压缩空气源热泵在低温工况下一些参数变化对风冷热泵结霜的影响,以及结霜条件下热泵机组性能参数的变化。研究表明:在0℃以下,结霜量以及结霜速度随着温度的升高而增多和加快,在进风温度在0℃左右的时候结霜最严重。温度在3℃的时候,结霜却不如前者严重。而当温度达到-7℃以下时,结霜不是很明显,特别是在相对湿度为90%,温度为-12℃时几乎不结霜。当蒸发器壁面的温度与空气的露点温度比较接近,而且空气含湿量大时,结霜速度最快。在保持进风温度一定,相对湿度越大,换热器风侧表面结霜量也就越多。相对湿度变化对结霜量的影响比温度要大,因此环境相对湿度是影响空气源热泵机组结霜、除霜特性的主要因素。同时,机组在结霜条件下运行时,机组的制热量和COP降低,综合性能下降。这一研究对翅片管式蒸发器除霜具有指导意义。     

电动客车用余热回收型热泵的换热器优化及性能实验研究

本文针对热泵空调系统在冬季低温工况下制热能力衰减问题,通过换热器设计优化,研发出基于喷射补气的余热回收型热泵空调系统,并进行了性能实验研究.结果表明:研制的准二级压缩电动客车热泵空调系统在低温条件下具有较好的制热性能.在环境温度为-20℃,车内温度为20℃,余热量为1.8 kW的制热工况下,相比于无余热回收工况,系统制...     

风冷热泵旁通除霜问题的研究

本文通过对风冷热泵冷热水机组冬季制热运行时换热器结霜与除霜问题的研究，针对一种常见的逆循环除霜中旁通除霜法研究，提出了相应的减少除霜损失的方法。     

提升热泵空调器制热性能的镂空翅片开发及性能分析

为了提高热泵空调器的制热性能,热泵空调器的室外机需要同时在非结霜工况和结霜工况下高效地运行。本文提出了一种能够提高热泵空调器制热性能的同时避免霜层堵塞的镂空强化翅片。首先镂空位置需要同时避开翅片表面的霜层堆积区域和排水区域,防止镂空结构在结霜工况下被水滴或霜层堵塞;然后通过三维翅片仿真模型求解得到最佳镂空结构。新型镂空翅片在背风侧具有两排矩形镂空孔。实验结果表明新型镂空翅片在非结霜工况和结霜工况下的换热量分别比波纹翅片高4.6%和1.1%,并且镂空结构在结霜工况下能够避免霜层的堵塞。     

电动汽车热泵空调冷凝蒸发器的特性实验研究

电动汽车热泵空调的能耗对其行驶里程有重要影响。本文针对两种不同结构形式的热泵空调室外换热器,实验研究了环境工况和制冷剂进出口位置对换热器性能的影响,并分析了不同结霜工况下热泵空调系统的制热性能。结果表明:作为冷凝器时,横排和竖排布置结构形式的换热器性能差异较小;作为蒸发器时,横排布置结构形式换热器的性能相比竖排布置提升了20%;对于横排布置形式换热器,制冷剂进口接近换热器底端扁管有利于提高蒸发器性能;结霜工况下,两种结构形式换热器在高寒(-7℃/-8℃)和高湿(7℃/6℃)工况下制热性能无明显衰减; 2℃/1℃工况下,横排布置结构形式的结霜和化霜特性均优于竖排布置结构形式。     

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.     

四通换向阀的实验研究

实验研究了四通换向阀对风冷热泵冷热水机组系统性能的影响;分析比较了四通换向阀的吸气压降损失、排气压降损失、吸气温升损失和泄漏损失;在制冷和制热工况下,四通阀造成的平均系统性能损失分别为6．04％和7．59％,平均吸气压降损失分别为5．49％和7．31％;从实验的角度分析了提高风冷热泵冷热水机组系统性能的方向。     

冻藏间冷却排管霜层传热效应的研究

本文实地凋研了冻结物冷藏间冷却排管的结霜速度和相应的霜层密度及影响结霜速度的主要因素.在此基础上进一步研究分析了:(1)在蒸发温度不变条件下霜层厚度与传热系数的关系.(2)在保证排管冷量不变和库温恒定的条件下,蒸发温度、传热系数和制冷系统COP等重要性能指标随霜层厚度的变化关系.分析计算结果表明:冻藏间的冷却排管霜层厚度的过度增加会严重地影响排管本身的传热性能和制冷能力,降低制冷系统的COP.     

空气源热泵热水机(器)的出水温度及能效标准讨论

对分别用于采暖和生活热水的空气源热泵,前者的出水温度可以根据使用情况自行确定,而生活热水由于卫生要求的杀菌温度,对于后者我国规定是55℃。然而日常使用的生活热水,往往40℃或45℃就可以满足要求。显然,空气源热泵热水机(器)出水温度越低,COP越高。本着这个原则,本文讨论产生合理的热水温度且满足卫生要求的空气源热泵热水机(器)的出水温度,并提出不同出水温度下空气源热泵热水机(器)的能效标准。     

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。     

双作用高温行波热声热泵的热力特性研究

提出了一种双作用热声热泵的流程,利用热声软件DeltaEc模拟计算了在进出口体积流率相位差为120°时各个结构尺寸的改变对系统性能的影响,并对影响其改变的原因做了分析讨论。设计优化了一种高性能高温行波热声热泵,在热端温度为100℃、环境温度为30℃时,其热端泵热量可达1037.7W,热泵系数COP为3.2,相对卡诺效率为59.7%。在此基础上进一步研究了在进出口体积流率相位差在不同值时热泵系统的性能,发现在相位差为129°时,相对卡诺效率可达最高,为60.1%     

Frost retardation of an air-source heat pump by the hot gas bypass method

This study is concerned with a hot gas (refrigerant) bypass method to retard the formation and propagation of frost in an air-source heat pump. The feasibility of the hot gas bypass method was investigated experimentally and the method's performance is compared with that of a normal, 1.12 kW capacity air-source heat pump system with no defrost equipment such as an electric resistance heater. Results indicate that the hot gas bypass method is useful for retarding the formation and growth of frost at the outdoor coil. The best performance is shown under a bypass refrigerant flow rate of 0.2 kg/min (20% of the whole system refrigerant flow rate). During 210 min of heat pump operation, the hot gas bypass method improved COP and heating capacity at an average of 8.5% and 5.7%, respectively, relative to the normal system.     

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。     

闭式跨临界CO2热泵烘干系统最优工况研究

目的 对跨临界CO2热泵驱动的闭式干燥系统展开理论研究,得到CO2闭式热泵中最优工况的计算方法和原理。方法 通过建立CO2循环与空气循环热力学耦合的数学模型,计算干燥循环中空气的温度、焓值、相对湿度、含湿量,以及跨临界CO2热泵系统中工质的温度、压力、焓值等参数。通过调整冷凝干燥后空气温度,以热泵烘干系统的COP为评价依据,探究空气循环与CO2热泵循环的耦合机理。结果 获得了CO2循环系统最优排气压力随闭式空气循环系统在不同工况下的变化规律,并基于所建立的计算程序,获得了典型工艺参数下的热泵系统的热力学参数,为关键设备(风机、换热器、压缩机等)选型及系统控制方法提供了理论依据。结论 研究表明,在CO2热泵冷却器出口状态为临界状态时,系统的COP达到最优。     

Thermodynamic performance assessment of carbon dioxide blends with low-global warming potential (GWP) working fluids for a heat pump water heater

Blends of CO₂ with ten low-global warming potential (GWP) working fluids are evaluated for use in a heat pump water heater. The effects that the discharge pressure, component ratio, hot-water outlet temperature and chilled water inlet temperature have on the coefficient of performance (COP) of heat pump are analyzed when the pinch point of the heat exchange is considered. It is found that temperature glide of zeotropic mixture has a good thermal match with the temperature change of water as two pinch points appear in the gas cooler/condenser or evaporator. The good thermal match in the heat exchangers promotes the system COP. Addition of low-GWP working fluids to pure CO₂ can reduce the high-side pressure. The results show that CO₂/R41 and CO₂/R32 are suitable candidates for heat pump water heaters because of their high COP and low high-side pressure in comparison with those of a pure CO₂ cycle.