一种新型无霜空气源热泵热水器实验研究

针对空气源热泵在低温环境下容易结霜问题,本文提出一种新型无霜空气源热泵热水器,其利用固体干燥剂较强的除湿特性,使室外空气含湿量低于结霜条件来实现无霜运行;其次,利用相变蓄热装置对冷凝余热进行回收,使之作为再生模式下的低温热源,对干燥剂进行再生,以保证系统的持续运行。本文通过实验验证了新型系统的可行性,并与传统除霜系统相比,在环境工况为0℃/80%下,其COP比热气旁通除霜系统和电除霜系统分别高7.25%和46.3%。     

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。     

两级压缩空气源热泵热水器实验研究

空气源热泵热水器是一种消耗少量电能驱动热泵从空气中吸取热量加热热水的装置,但普通单级空气源热泵热水器在低温环境下运行中存在压缩比过大、制热量不足和制热效率低等问题.采用两级压缩制冷循环用于空气源热泵热水器,则可以解决空气源热泵热水器低温适应性的问题.设计出具有单双级两种循环模式的两级压缩空气源热泵热水器系统,并搭建了实验台进行了实验研究.实验表明:低温环境下,双级压缩循环压缩比低于普通单级压缩循环压缩比;系统制热量始终大于单级压缩循环制热量;系统能效比(COP)在-20℃环境温度下依然能够保持在1.5左右.     

一种用于低温环境下新型空气源热泵循环研究

提出了一种在低温环境下能扩大制热能力空气源热泵装置,既可按传统单级空气源热泵方式运行,又可按复叠循环方式运行.在低温环境下对两种空气源热泵循环特性进行模拟比较.模拟结果表明,在环境温度很低条件下,该热泵仍可获得较大制热量和较高COP值,并具有较小压缩比和较低压缩机排气温度.热泵制热应在最佳节能控制条件下运行以实现最大限度节能.它为解决热泵的低温适用范围和低温条件下节能等问题提供了一条可取的途径.     

补气增焓热泵机组运行性能模拟研究

基于空气源热泵机组在低温工况下的运行特性,对单级空气源热泵机组及补气增焓热泵机组进行仿真模拟计算,提出一种带补气的热泵机组运行性能的计算方法,得出不同蒸发温度下最佳补气压力值,对改善低温环境下空气源热泵机组的运行性能具有重要意义。     

低温环境下提高空气源热泵热水器性能的研究

本文针对空气源热泵热水器在低温环境下不能稳定运行的现象,提出了带有闪蒸器的空气源热泵系统,在一定程度上解决了传统热泵系统在低温环境运行时存在的缺点。本文还对使用工质R22和R410A的热泵循环分别进行了理论计算,并对结果进行了分析。     

铁路工程低温空气源热泵运行实测与优化分析

铁路沿线房屋常常远离城市且具有“点多线长”的特点,当铁路客站不具备接入市政供暖和燃气时,空气源热泵因取热方便、能效比高等优势在铁路工程中应用广泛。为探究低温空气源热泵在铁路工程的应用效果及性能,对低温空气源热泵在铁路工程应用的3个工程进行了实测,重点分析了低温空气源热泵机组在不同地区使用的容量修正问题。研究结果表明：由于机组的制热性能受室外环境影响大,为提高低温空气源热泵的制热性能,机组选型时温度修正系数需考虑供暖季的热负荷频率分布和辅助热源措施以防止设备容量过大。此外,由于重霜区集中在温度不太低,湿度较高的区域,在严寒、寒冷地区低温空气源热泵的“无霜除霜”的现象较为严重,其融霜修正系数取值建议在0.88～0.95范围内。再次,铁路房屋供暖末端形式受热泵机组的供水温度影响,建议以散热器为末端供暖系统采用CO₂低温空气源热泵机组,以辐射地板和风机盘管采用常规制冷剂空气源热泵机组即可满足要求。     

强化补气技术应用于空气源热泵的研究进展

在研究空气源热泵产品的低温制热性能时,发现引入基于准二级压缩循环的强化补气(EVI)技术可使热泵应用于低温工况的性能得到明显改善。本文论述了准二级压缩循环的压缩模型和不同强化补气系统的工作原理,比较了强化补气系统与其它系统的差异。从数学模型、实验研究和创新优化三个方面分析了强化补气技术在低温空气源热泵领域的研究现状与进展。总结不同学者对强化补气系统在提高低温制热性能、降低压缩机排气温度等方面的研究结果和实际应用成果后得出,即使在-15℃的低温环境下,强化补气系统可使系统COP提高7.7%~25.0%,排气温度降低6.37~20.36℃。最后,对强化补气系统今后的研究方向进行了展望。     

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。     

喷气增焓与喷液冷却式空气源热泵在低温环境下实验数据对比及分析

对喷气增焓及喷液冷却式空气源热泵进行了热力学分析,并在低环境温度下对其制热性能进行了数据测试及对比研究,结果表明,随着室外环境温度在10℃～30℃之间下降时,两款热泵耗电量都在逐渐增加,制热量逐渐降低,喷气增焓空气源热泵机组相较喷液冷却式空气源热泵机组的COP下降有变缓趋势,当室外环境温度为-5℃时,喷气增焓热泵的COP为3.03,而喷液冷却式热泵降至2.66;在-20℃时,喷气增焓式热泵COP为2.15,喷液冷却式热泵COP已降至1.88;喷气增焓空气源热泵比喷液冷却式热泵性能提高大概13%左右。喷气增焓空气源热泵机组在低温环境下效率更高。     

空气源户式机组地板采暖系统应用研究

为了研究空气源热泵冷热水机组作为地板采暖的热源的运行特性,以一围护结构保温良好的房间为研究对象,分别测试了热泵机组采用低水温进行供暖运行时的能效、在高低温的运行环境下供暖房间内温度的变化。结果表明,在保温性能良好的建筑,采用热泵机组以35℃的低供水温配合高效地暖盘管进行地板供暖,既能保证室内的舒适性,又具有良好的节能效果。得出用于地板采暖的空气源热泵机组,其控制开停机的温差需要比传统的空气源热泵机组大,在低温环境下,机组性能衰减的特性对室内达到相同供暖效果所需的时间影响不大,为设备、工程设计提供参考。     

基于空调排风的空气源热泵的节能特性分析

分析了空调系统的排风热和空气源热泵的性能参数,并比较了空气源热泵在以空调系统排风和室外空气为低温热源时的性能参数,得出了在以空调系统排风为低温热源时能较大的改善空气源热泵的性能参数.最后分析了以空调系统排风为低温热源时空气源热泵的节能性.     

新型水环热泵低温新风处理设备的研究

提出一种用于独立新风空调系统的新型水环热泵低温新风处理设备,以解决目前独立新风系统中处理冷源存在的问题。介绍该设备的工作原理和结构,给出机组的设计性能指标,并与目前使用的独立新风系统的低温新风处理设备进行能耗比较。研究结果表明,该设备不仅结构紧凑、应用灵活方便,而且具有良好的节能特性。     

广义空气源热泵制热/除霜周期的性能模型

常规空气源热泵和无霜空气源热泵可以统称为广义空气源热泵。本文分析了广义空气源热泵在制热/除霜(再生)过程的物理特征和能耗特点,并应用热力学原理建立了描述一个制热/除霜(再生)周期的热泵性能评价模型,推导出描述制热/除霜(再生)周期内的系统能效比COPs的通用表达式,据此分析不同类型空气源热泵存在性能差异的根本原因和性能优化方向。该模型为无霜空气源热泵技术路线的选择提供了一定的理论支持,同时可为各类空气源热泵的季节性能评价和适用性评判提供新的视角和基础工具。     

自动控制元器件在空气源热泵（冷水）机组中的应用

空气源热泵（冷水）机组以空气作为热源,释放热量或吸收热量,每个运行周期内空气温度和含湿量跨度大,水温从低到高变化大,机组运行条件恶劣,需要完善的控制。本文分析空气源热泵（冷水）机组控制中的主要难点：制冷剂流量控制、除霜、压缩机保护、换热器防冻保护。依据产品开发中自动控制元器件应用的经验,提出提高可靠性、保证能效和降低成本的方案和策略。     

低环境温度空气源热泵的设计及其在我国寒冷地区的应用

基于低环境温度空气源热泵在寒冷地区应用的特点,针对产品设计及工程应用中遇到的若干问题,分别对融霜方式、系统控制方式、水/制冷剂换热器的选择、辅助电加热和末端方式的选择等进行分析和讨论,通过计算得到低环境温度空气源热泵作为北方寒冷地区单户采暖热源的一次能耗为35.9 kW·h/（m2·a）,与分户燃气炉相当,低于除大、中规模热电联产外其他热源形式的一次能耗,且运行费用低于目前的按面积收费标准,指出低环境温度空气源热泵具有推广使用价值。     

低温热泵用涡旋压缩机性能的试验研究

制定低温热泵用涡旋压缩机试验方案,对研制的原型机进行性能测试。试验结果表明：在冷凝温度不变的情况下,随着蒸发温度的降低,原型机的制热量有所减少,但减少的速度低于普通热泵系统用涡旋压缩机;压缩机的电功率有所增加,但增加的幅度不大,且压缩机的排气温度也有所降低,故在低温工况下采用准二级压缩热泵用涡旋压缩机比采用普通热泵用涡旋压缩机可以更有效地提高空气源热泵的低温制热性能,是寒冷地区用小型空气源热泵比较适宜采用的压缩机。     

新型大型蓄能式空气源热泵热水机组的探讨

针对国内外传统空气源热泵热水器的研究和应用状况,分析其推广应用存在的弊端。将空气源热泵热水机组与电力的移峰填谷相结合、蓄冷蓄热相结合,并采用新型蓄能式融霜方式,提出一种大型蓄能式空气源热泵热水机组的新流程。详细阐述新系统的工作原理、全年多种高效运行模式以及与常规系统比较所具备的特点,并针对新系统今后的应用和发展提出需要解决的关键技术。     

Performance improvement of air source heat pump using gas-injected rotary compressor through port on blade

Gas injection has been a crucial technology to avoid the serious degradation of air source heat pumps in low ambient temperature. A novel injection structure on the blade for rotary compressors has been put forward in previous research to overcome the drawback of traditional injection structures. Based on a verified numerical model, the thermodynamic performance of an air source heat pump with the new gas-injected rotary compressor is investigated. The results indicate that, compared to the air source heat pump with the regular single-stage rotary compressor, the proposed injection structure can enhance heating capacity and COP of the air source heat pump by 23.1–28.2% and 4.5–8.1%, respectively.     

空气源热泵耦合太阳能及余热用于升压站供暖的研究

风电场、光伏发电站等工程的升压站,一般远离集中热源,冬季多采用“电暖气+热水器”的传统方案,能源利用效率低,增加了电能消耗,降低了项目收益。提出“空气源热泵耦合太阳能及余热”的供暖方案,为升压站提供了可靠的热源,并提高了能源利用效率,降低了运行费用。升压站内电气设备间有大量的40℃左右的排风,可以作为空气源热泵的低温热源,解决了空气源热泵低温时效率低的弊病;空气源热泵生产出热水,并设置太阳能热水器进一步提高水温满足供暖要求;设置单独的蓄热水箱适应供暖负荷变化并解决一部分生活热水需求。以北京某风电场工程为例,阐述了这一系统的优缺点以及推广的必要性和可行性。分析表明,在最冷时该系统仍可以高效、稳定的运行,投资回收期短,为寒冷地区空气源热泵的应用提供了参考依据。