空气源热泵的发展及现状分析

本文简述空气源热泵的历史,分析空气-空气和空气-水两种空气源热泵的优缺点。文章从理论上分析空气-水热泵采暖的可行性,并有产品数据比较。作者认为在我国夏热冬冷地区和北方寒冷地区的南部,空气源热泵可以取代锅炉为主的采暖方式,达到节能和环保的双重目的。     

基于引射器的双温蒸发CO2热泵系统性能分析

采用高效的热泵系统替代常规锅炉是实现“双碳”目标的有效措施。本文提出采用引射器实现双温蒸发的CO₂热泵系统,以实现余热梯级利用和高效制热。通过窄点分析法,建立了基本CO₂系统、CO₂引射器系统、双温蒸发CO₂引射系统的热力学模型,发现双温蒸发系统存在最优排气压力及最大COP。基于最优工况进行分析,结果表明：在热泵热水器名义工况下,双蒸发器系统COP最高达4.84,比基本CO₂热泵系统提高了9.88%。双温蒸发过程可显著降低吸热过程中的换热不可逆损失,双温蒸发系统蒸发器侧的不可逆性能指数为1.51,比基本CO₂和带有引射器的常规CO₂系统降低了24.50%。     

机械过冷跨临界CO_2热泵供暖系统性能分析

采用辅助的蒸气压缩循环进行过冷,可改善传统跨临界CO_2热泵系统用于冬季供暖性能。本文通过构建机械过冷跨临界CO_2热泵系统的热力模型,分析了机械过冷跨临界CO_2热泵系统供暖工况下的运行特性,结果表明:机械过冷CO_2热泵系统存在最大COP,对应最优排气压力和过冷度,标准工况下比常规CO_2系统能效提高15.9%。该系统可有效解决常规CO_2热泵回水温度过高导致COP迅速衰减的问题,当回水温度由40℃升至50℃时,常规系统COP下降16.9%,而机械过冷热泵系统COP仅下降8.4%。通过改进可有效降低CO_2压缩机的排气压力和温度,且供水温度越低排气压力降低效果越显著。机械过冷循环工质的选取会影响系统整体性能,选取的11种过冷循环工质中能效最高的为R717,最低的为R1234yf。在低环境温度工况下性能的提升更加明显,通过配置小型常规工质蒸气压缩循环即可实现CO_2热泵系统性能显著改进,经济性优势明显。     

冷却速率对洋葱内表皮细胞结构的影响

本文通过控制冷却速率观测了洋葱内表皮细胞结构的动态变化,根据透光强度定量分析了胞内冰晶对细胞结构的影响,对内压与体积的变化关系进行讨论,并研究了冷却速率对过冷度、结晶时间及细胞形变的影响。结果表明:冷却速率越慢,细胞内产生的冰晶数量越少,体积越大,对细胞造成的机械损伤越大。冷却速率从2℃/min升至90℃/min时,细胞的平均灰度值下降了37.2%;体积随内压的增大而减小,内压变化越大,细胞结构的变化越显著,在2℃/min时,冷却-复温后,内压增大了0.388×10~(-2) Pa,体积减小了2.264×10~(-13) m~3。冷却速率对细胞的过冷度、结晶时间及变形量影响显著,在90℃/min时,冷却-复温后相对体积变化为1.24%。     

热泵季节性能系数的研究

热泵是开发可再生能源的机械。它通过使用一份电能或机械能,获得数倍的可再生能源,是重要的节能技术和环保技术。本文重点研究热泵的季节性能系数。由于环境温度的变化或供热负荷的变化,热泵的瞬时特性可能变化,其季节性能系数的分析有重要的理论意义和实用价值。文中建议把热泵可再生能源贡献率的计算方法作为国家标准,以促进我国热泵制造产业发展,大力推广热泵节能技术。     

空气源热泵用于房间供暖的分析

从南方供暖的议题分析空气-水型热泵系统可用于"夏热冬冷地区"冬季房间的采暖,讨论该系统的工质、压缩机、换热器、节流装置和控制技术等。指出,不仅要提高热泵系统本身的完善性,对房屋围护结构、除霜的排水系统、室内换热器和整体系统的控制也要有良好的措施。     

不同凝核剂溶液在冷表面上凝结过程的实验研究

用实验方法研究了添加剂种类、浓度、粗糙度和表面接触角对液滴在冷表面凝结过程的影响。用半导体制冷片对冷表面进行降温,用K型热电偶测量液滴中心的温度,用相机记录整个凝结过程。冷表面分为以铜为基体的亲水表面和喷涂了纳米膜的疏水表面2种,添加剂为氯化钠、氯化钾、碳酸氢钠3种。相机记录的图像可以看出,水滴完全凝固时会在顶部形成突起,相同体积的液滴与亲水表面的接触面积比疏水表面大,故在亲水表面凝固所用的时间少。通过数据分析得到,亲水表面液滴的临界成核能随粗糙度的增加而降低,但疏水表面相反;添加剂浓度增大会增加表面能,降低溶液平衡温度,增加临界成核能;临界成核能大小排序为氯化钠溶液碳酸氢钠溶液氯化钾溶液。     

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。     

扁材多孔管内单相流体换热

对水力直径分别为0.72 mm的矩形扁材多孔管和0.86 mm的圆形扁材多孔管中单相流体换热特性以及流动压降进行了实验研究.流体Re小于500时,随着热通量的增大,Nu减小;随着Re的增大,热通量对Nu的影响减小,Nu趋于一致.实验结果显示,这些变化是由于入口段效应和共轭效应相互制约的结果.圆形扁材多孔管的Nu高于矩形扁材多孔管的Nu.对于乙醇溶液,低热阻时,入口温度越高,压降随热阻的增大降低的斜率越小,随着热阻值的增大,压降降低速率减小趋于平缓.对水、酒精和丙酮进行了单相对流换热的研究.通过比较发现,3种流体的换热特性并不相同,而且差别很大.在同一热通量和入口温度条件下,相同Re,乙醇的Nu最大,丙酮次之,水的Nu最小.同时测试了不同乙醇浓度水溶液的换热特性,发现随着乙醇浓度的增大,溶液的Nu由基本保持不变到随着Re的增大而增大,并且乙醇浓度越大相邻浓度间的Nu差别越大,出现以上现象的理论原因还有待进一步的研究.