基于中间补气压缩机的地暖系统制热性能实验研究

本文将中间补气涡旋式压缩机应用于地暖制热系统,以解决地暖制热系统在低温环境下制热性能不佳、机组运行不稳定等问题,并建立补气地暖样机实验系统,研究了在不同运行工况下中间补气地暖系统的压缩机排气温度、制热量、功耗及制热COP等参数,分析了中间补气地暖系统制热性能与常规热泵制热性能之间的关系。实验结果表明:当环境温度处于-20~7℃之间时,带中间补气系统的地暖机组的制热量相比于普通热泵平均提升约26.2%,制热COP平均提升约为8.7%,功耗仅平均增加约16%;当室外环境温度为-20℃时,压缩机排气温度降低了12℃。可见采用中间补气技术的地暖系统在低能耗的条件下更能满足低环境温度的需求。     

基于喷气增焓技术的轻型商用变频空气源热泵的研究

针对寒冷区域的供热需求,结合喷气增焓技术,研发一款在低环境温度下高制热能力输出的轻型商用变频空气源热泵。测试该系统在低环境温度工况下的性能,并与传统制热循环进行比较。测试结果表明,制热时喷气增焓系统存在最佳中间压力并实现制热时最大能力输出;在室外环境温度为-25~7℃时,喷气增焓系统比原系统在制热能力上均有较大的提高,有效拓展了系统的低温运行范围;在室外干/湿球温度-15℃/-16℃条件下,喷气增焓系统制热能力可达到系统额定制热能力的100%,在压缩机运行频率为100 Hz时,喷气增焓系统的COP可达到2.07,较对应工况下无补气系统COP提升10.5%;在室外环境温度为-20℃且压缩机运行频率为100 Hz时,喷气增焓系统COP较原系统提升6.2%;喷气增焓系统排气温度比原系统低,系统低频运行时排气温度差值较大。     

滚动转子式补气压缩机在热泵系统中的实验研究

介绍了滚动转子式补气压缩机的设计,并将其在热泵系统中进行了实验研究。分析了不同制热工况下滚动转子式补气压缩机的性能,对比了带闪发器与过冷器的经济器热泵系统、滚动转子式与涡旋式补气压缩机的性能。结果表明:随着室外环境温度的下降,滚动转子式补气压缩机补气后制热量提升比例逐步增大;滚动转子式补气压缩机制热实验中,带闪发器系统的制热量较高;在超低温制热工况下滚动转子式补气压缩机制热量提升18%左右,与涡旋式补气压缩机相比制热量相当,性能略高。     

喷气增焓空气源热泵补气量对系统性能的影响

空气源热泵在较低的环境温度下会产生压比大、排气温度高、循环性能差等现象,喷气增焓EVI(enhanced vapor injection)技术可以改善空气源热泵在低温下的运行特性。本文首先建立了EVI空气源热泵的数值仿真模型,并搭建了实验台对仿真实验数据进行验证并在此模型的基础上对带EVI的空气源热泵系统的补气运行特性进行了数值模拟。结果表明:带EVI的空气源热泵系统存在最佳相对补气量,可使系统运行最优,当环境温度低于-6℃时,最佳补气量为8%～10%;当环境温度为-6～0℃时,最佳补气量为5%～8%;当环境温度高于0℃时,最佳补气量为4%～5%。在最佳补气量下,各个工况的相对补气压力在0.7～0.9之间。在最佳补气参数条件下,系统制热量最高提升33%,能效最高提升31%。     

带闪蒸器补气的R134a准二级压缩制冷/热泵系统实验研究

为增加空气源热泵运行的稳定性及提高其性能系数,本文提出了以R134a为工质的涡旋压缩机闪蒸器补气制冷/热泵系统。搭建了实验台对压缩机排气温度、功耗、制冷量、制热量及制冷、制热性能系数进行研究。结果表明:当冷凝温度为45℃,蒸发温度为-20~0℃时,与采用相同工质的单级系统相比,补气系统的排气温度降低了6.2℃,功耗增加1.4%~2.8%,制冷量和制冷COPc分别提高19.8%和17.6%,制热量和制热COPh分别提高15.3%和13.2%。     

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%。     

闪蒸器补气热泵系统的试验研究

针对一种适于环境温度较低情况下使用的闪蒸器补气热泵空调系统进行了试验研究,该系统在低温工况下,经闪蒸器闪发的气体通过辅助进气口向压缩机工作室喷射制冷剂,以此改善热泵系统内部压缩过程来提高热泵的低温制热性能。试验结果表明,在-10℃-15℃的低温环境中,该系统仍然具有较高的制热能力和供暖温度,能够满足寒冷地区冬季的采暖要求。且该系统的制冷性能基本不受影响。     

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。     

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...     

带闪蒸型经济器的风冷螺杆热泵机组性能的实验研究

研究了带闪蒸型经济器风冷螺杆热泵机组对制热性能的影响,理论分析了补气压力的变化对机组制热性能的影响。研究表明,带闪蒸型经济器热泵螺杆机组制热量随经济器的补气压力的减小而增大,压缩机功率也随经济器的补气压力的减小而增大,压缩机的COP随着经济器的补气压力的升高先升高再降低,存在最佳效率的补气压力点。实验测试了比最佳补气压力点偏高的经济器补气压力对机组性能的影响,理论计算结果和实测数据吻合良好。     

Performance evaluation of a vapor injection heat pump system for electric vehicles

Battery-powered electric vehicles (EV) need an efficient electric heating system for extending the driving mileage. An air-source heat pump system offers an economical alternative for EV because it consumes less energy than a heating system using Joule heat and it can use the same components as an air conditioning system for cooling. However, its performance degradation is inevitable at very low ambient temperatures. Although vapor refrigerant injection is known as a good technology to overcome this problem in residential heat pump systems, the number of vapor injection heat pump studies for EV applications is quite limited. In this paper, considering the characteristics of EV application, the configuration of a vapor injection heat pump system for EV is introduced, and it was modeled, using a scroll compressor geometry-based thermodynamic analysis. The performance was estimated for cold ambient regions under the EV operational conditions.     

中间补气量对经济器热泵系统性能的影响

对带经济器的热泵系统进行了理论分析,建立了整个系统的数学模型,进行了实验研究,研究分析了低温工况下中间补气量对各系统性能的影响。结果表明：在低温环境下,系统的制热量、压缩机功率都会随中间补气量的增加而增加,排气温度随中间补气量的增加而显著减小,系统COP先增加后减小,根据实验结果可知最优的中间补气量,约占环境温度下系统总质量流量的10-14%。     

氨蒸气压缩高温热泵系统研究现状

高温热泵是解决冷热双利用、实现节能减排的重要方法。由于工质使用的限制,自然工质成为研究的重点,氨作为自然工质,具有优良的热力性能。本文通过热力计算对氨和其它常用热泵工质进行了性能对比分析,并对氨蒸气压缩式高温热泵进行了综述,发现氨在80~95℃范围内综合性能最佳,适合用于60~110℃高温工况。同时本文基于单级压缩热泵循环提出利用太阳能补偿的氨蒸气压缩高温热泵系统并进行了分析,结合天津地区的辐射日照条件论证了系统的可行性。     

低温空气源热泵技术的应用

介绍带经济器的低温空气源热泵技术,通过对低温空气源热泵机组与普通空气源热泵机组的制冷量、制热量和能效比等参数进行测试及对比,探讨低温空气源热泵技术的应用优势。试验结果表明:与普通机组相比,低温机组在名义制冷和名义制热工况下冷热量和能效均有所提升;在-10~-15℃的环境中,普通机组制热量严重衰减使其不适用于此温度区间,低温机组制热量虽然也在减少,但其COP仍可达2.0,且排气温度相对较低;在-15~-20℃超低温环境中,低温机组仍可稳定运行,且能效比在2.0左右。     

Comparison of the heating performance of air-source heat pumps using various types of refrigerant injection

The performance degradation of air-source heat pumps cannot be avoided when they operate at both very low and high ambient temperatures. The refrigerant injection technique has rapidly developed in recent years due to its outstanding performance at low ambient temperatures. This study measured the heating performance of air-source heat pumps in which novel vapor injection techniques of a combined flash tank and sub-cooler (FTSC) cycle and a double expansion sub-cooler (DESC) cycle were applied. The performance of these cycles was compared with that of a flash tank (FT) and a sub-cooler (SC) cycle. The average heating capacities of the FT, FTSC, and DESC cycles were higher by 14.4%, 6.0%, and 3.8%, respectively, relative to that of the SC cycle, but the average COPs for the respective cycle options were very similar.     

补气增焓低温多联机制热性能实验研究

低温空气源热泵产品普遍采用中间补气技术解决空气源低温多联机在低温环境中能力衰减严重的问题。本文研究了低温多联机中间补气增焓系统,通过多联机性能实验测试对系统压力、温度等参数进行测试,并对测试数据进行拟合分析,确定了补气增焓技术的控制要素:流经室外换热器的制热主路制冷剂的质量流量与状态是多联机补气增焓控制中的主要因素;中间补气增焓支路制冷剂干度越接近1,制热效果越好,因此保证压缩机补气口制冷剂饱和蒸气态可以作为低温多联机制热控制的重要参数;而由吸排气压力计算的理论最佳增焓压力不具有普适性,不能作为低温多联机补气增焓的有效输入项参数控制。     

蒸发冷却式热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统性能实验研究

为解决传统数据中心空调系统能耗高和冷却效率低等问题,本文提出了带有蒸发式冷凝器的制冷剂泵驱动热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统,实验分析了不同室外温度与冷凝器风速下系统的运行性能.结果表明:在热管模式下,当室外温度低于0℃时,降低冷凝器风速能够提升系统COP;当室外温度高于0℃时,增大室外机风速能够提高系统节能性.降低...     

R32空气源热泵热水器的实验研究

为了解 R32 和 R410A 制冷剂应用于空气源热泵热水器时的性能优劣,采用同轴套管换热器与空调室外机组相匹配,使用电子膨胀阀作为节流装置,在国标GB/T 23137-2008 规定下实验测试 R32 和R410A 在同一套空气源一次加热式热泵热水器样机上的性能.实验结果表明,R32 的充注量仅为 R410A 充注量的74%左右;在各种实验条件下,R32 空气源热泵热水器的能效比不低于 R410A 系统;在3℃低温环境下,R32 样机的性能系数提高31.1%,但排气温度达到101.9℃.不利于 R32 制冷剂在低温条件下的应用;因容积制热量较大,在相同设计能力下 R32 压缩机的排气量可以比 R410A 系统降低4.5%.