R32/R1234yf混合工质热泵循环性能分析

在热泵热水器的名义工况下,对R32/R1234yf混合工质热泵循环性能进行计算分析。结果表明:R32/R1234yf的最优质量配比为60/40,使制热性能系数达到最大值4.727,较R22系统增大8.64%;在最优质量配比下,R32/R1234yf系统的单位容积制热量、单位质量制热量和冷凝压力均比R22系统大,但其压比和排气温度均低于R22系统。     

两种自然冷源过冷对热泵制热性能影响的对比

利用自然冷源过冷能够改善热泵的低温制热性能。本文提出主路过冷和辅助回路过冷两种利用自然冷源过冷的循环原理,对其进行理论分析,并搭建了实验台。针对R32为工质的蒸气压缩式热泵进行实验,研究热泵在主路过冷、辅助回路过冷及单级运行模式下,排气温度、制热量、制热COP等参数的变化规律。结果表明:在冷凝温度为40℃,蒸发温度为-20～5℃,吸气过热度为5℃的条件下,当过冷体积流量增加0.02 m~3/h时,主路过冷系统与辅助回路过冷系统的排气温度分别降低6.8℃和8.2℃;制热量分别降低6.4%和10%;制热COP分别降低2.5%和5%。     

低温环境下中温水复叠热泵性能研究

在低温环境下,为提高R410A/R410A复叠热泵的制热性能,通过试验调节水流量改变热泵冷凝侧进出水温差,分析在不同工况下各个参数随冷凝侧进出水温差的变化规律。结果表明:复叠热泵在低蒸发温度下能够稳定运行,蒸发温度为-33℃、-30℃、-27℃、-24℃、-21℃时,进水温度33℃,进出水温差由8℃降至2℃时,COP增长率分别为13.1%、17.2%、19.0%、19.7%、20.1%,制热量增长率为7.0%、9.4%、11.6%、13.1%、15.6%,降低冷凝侧进出水温差能够在一定程度上减缓蒸发温度下降对热泵系统COP和制热量的不利影响。在同一进出水温差下,在蒸发温度为-30℃,出水温度为35℃时,其COP可达2.34,随着出水温度上升,制热系数及制热量均下降,对于采用R410A制冷剂的热泵更适合用于中温水工况。     

利用自然冷源过冷改善R32热泵制热性能的实验研究

蒸汽压缩式热泵在蒸发温度低时排气温度很高,严重影响机组运行的稳定性,特别是R32工质。提出利用自然冷源过冷的方法改善其低温制热性能,并搭建了实验台。对以R32为工质的蒸气压缩式热泵进行了实验,研究热泵在过冷及普通工况下,排气温度、制热量、制热COP等参数的变化规律。     

R1234ze(E)与R32混合工质在热泵系统中替代R410A的实验研究

新型制冷剂R1234ze(E)因较低的GWP备受制冷行业关注,其与R32的混合工质作为热泵系统制冷剂的研究也在逐步展开,本文以R1234ze(E)/R32(质量配比:27%/73%,命名为L-41b,GWP=493)混合工质为研究对象,在人工环境室中设计并搭建了空气源热泵测试系统,对比研究了L-41b与R410A在热泵系统中的性能系数COP、压缩机功耗、制热量、排气温度和循环压比。结果表明:当恒定冷凝温度,蒸发温度从5℃增加到13℃时,R410A和L-41b的COP偏差从8.6%缩小到2.8%。当恒定蒸发温度,冷凝温度从30℃提高到42℃时,L-41b的运行性能系数COP的降幅小于R410A,变工况实验表明在相对高温区L-41b替代R410A具有较好的替代性能。     

R410A风冷热泵冷热水机组变出水温度制热性能分析

对R410A与1122的热物理性质进行了理论分析,实验研究了R410A风冷热泵冷热水机组变出水温度工况的制热性能.在出水温度为35℃-55℃的范围内,进行了机组制热量、输入功率、COP、排气压力、吸气压力、压比、排气温度、吸气温度、冷凝温度、蒸发温度等特性参数的测试,得出了各特性参数随出水温度变化的规律.     

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。     

R417A和R22用于空气源热泵热水器的试验研究

对R417A和R22用于空气源热泵热水器进行试验,并在不同进水温度下对吸排气压力、吸排气温度、消耗功率、制热功率、热效率等方面进行对比分析。结果表明,混合工质R417A用于热泵热水器时,排气压力、输入功率低于R22的,制热功率易受水温影响,制热量低于R22的,性能系数下降迅速,但平均性能系数比R22的略高。     

以R32为工质的准二级压缩热泵系统实验研究

为研究以R32为工质的准二级压缩热泵系统的循环性能,搭建了以R32为工质的热泵实验系统并进行相关研究.研究结果表明,在冷凝温度40℃,蒸发温度在-10～-5℃时,用R32的准二级压缩热泵系统与采用相同工质的单级系统相比,排气温度降低10～20℃,并能控制在130℃以内,保证了机组的安全运行;制热量提高了12％,制热COPh随中间补气压力的不同而高于或低于单级压缩系统,相对补气压力的适宜值范围为0.9～1.1.     

R410A风冷热泵冷热水机组变环境温度制热运行特性分析

对以R410A 为制冷剂的风冷热泵冷热水机组完成了变环境温度制热运行的实验.在环境温度为7--10℃的范围内,进行了机组制热量、输入功率、COP、压比、排气温度、吸气温度、过冷度、过热度等特性随环境温度变化的测试,分析了 R410A 机组在变环境温度下制热运行的特性,为R410A 机组的设计与工程应用提供了实验参考依据.     

R744/R290/R600a混合工质热泵循环性能分析

对热泵系统,提出将R744/R290/R600a三种天然工质组成的混合物替代现有制冷剂。在热泵热水器名义工况下,计算分析不同配比下混合工质热泵系统循环性能,并分别与R22,R290,R600a和R744/R290(21%/79%)热泵系统性能进行对比。结果表明:R744/R290/R600a在最优配比下,系统制热性能系数为4.514,比R22,R290,R600a和R744/R290(21%/79%)系统分别增加20.50%,35.15%,41.50%和9.67%;系统冷凝压力比R22,R290和R744/R290(21%/79%)系统分别降低45.34%,41.20%和55.47%;新的混合工质不仅具有良好的热力学性能,而且可以有效降低系统运行压力,可以作为热泵工质的替代物。     

R125/R290及R125/R600a热泵工质适用温区探究

循环温升保持45℃,热源进口温度范围为10—45℃的热泵工况下,建立了基于控制换热器窄点温差的热泵循环模型,对小温度滑移混合工质R125/R290(质量配比25/75)及大温度滑移工质R125/R600a(质量配比10/90)的热泵循环性能分别进行了分析研究。发现R125/R290制热循环性能系数COPh随名义蒸发温度的升高而提高,而对于R125/R600a,COPh却变化平缓。同时两种混合工质的排气温度和冷凝压力均在系统安全运行范围之内。结果表明:对于小温度滑移工质R125/R290更适合于低温热源工况,大温度滑移工质R125/R600a则更适用于高温热源工况。     

R32在家用空调器中的应用研究

对比R32与R410A的基本物性和热力循环性能,并在同一台家用定频热泵空调器上进行性能测试。相对于R410A,在给定工况下,R32的理论循环制冷量最大可提高15％,能效比最大提高6％,容积制冷量和容积制热量增加7％～8．9％。性能测试结果表明,R32系统的制冷剂充注量比R410A系统的减少24％,额定制冷能力和能效比比R410A系统分别提高8％和3．3％,额定制热能力和性能系数也高于R410A系统。理论热力循环分析及性能测试结果均表明,R32制冷性能相对R410A有较大幅度的提高,制热性能比R410A略高或相当,但R32系统的排气温度较高,比R410A系统高出11．5～25．7℃,恶劣工况下排气温度甚至能达到114．9℃。     

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%。     

二甲醚作为中高温热泵工质的性能分析

对二甲醚（DME）作为中高温热泵工质的热工性能进行计算与分析,与传统热泵工质R22,R134a及自然工质R600a进行对比,并对变工况（冷凝温度75～95℃,固定循环温升45℃）进行理论计算。计算结果表明,DME制热性能参数与R134a接近,但COP值高于R134a,单位容积制热量在高温工况下具有更出色的性能。而且DME的GWP与ODP值均接近零,可作为绿色环保替代工质直接充注至R134a热泵系统,并可应用于中高温环境。     

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。     

R417A热泵热水器性能及螺旋套管冷凝器换热研究

本文以R417A为工质,在冷凝器不同进水温度、不同进水体积流量时,测试了空气源热泵热水器的运行性能及螺旋套管冷凝器的换热特性,为制冷空调及热泵系统的工质替代提供参考。实验工况为:冷凝器入口水温20～55℃,冷凝器进水体积流量为0.6～1.0 m~3/h,环境温度分别为15、29℃。结果表明:冷凝器进水体积流量一定时,随入口水温的升高,冷凝器总换热量、总传热系数减小,压缩机排气压力、输入功率增大,热泵热水器制热量、制热性能系数COP下降。冷凝器入口水温一定时,随进水体积流量的增加,冷凝器总换热量、总传热系数增大,压缩机排气压力、输入功率减小,热泵热水器制热量、COP增大。实验工况范围内,与环境温度为15℃相比,环境温度为29℃时的冷凝器总换热量、总传热系数、排气压力、吸气压力、输入功率、制热量、COP均较高。     

R1234ze/HCs非共沸混合工质热泵系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况下,本文建立了热泵系统循环热力学模型,利用EES程序对混合工质R1234ze/HCs及对应的纯工质热泵系统循环性能进行了对比分析。结果表明:R1234ze/R600在质量分数(20/80)和R1234ze/R600a在质量分数(40/60)存在最优配比,对应的最大制热COP_h分别为3. 41和3. 32,而R1234ze/R290则呈现单调下降趋势。R1234ze/R600(20/80)系统的制热COP_h比R1234ze/R600a(40/60)、R1234ze、R290、R600、R600a系统分别高2. 7%、17%、0. 09%、16. 3%和17. 8%,排气温度为76. 9℃,冷凝压力为0. 711 MPa,压比为6. 32,有望成为新型替代工质。     

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%.     

滑板补气滚动转子式压缩机性能试验研究

针对采用常规滚动转子式压缩机的空气源热泵系统冬季制热量不足,在极限制冷、制热工况下制热与制冷性能较差的问题,研发带有滑板补气结构的滚动转子式压缩机并对其进行测试。结果表明:与相同气缸容积的单级压缩机相比,在蒸发温度为-10℃,冷凝温度为45℃和过冷度为5℃的条件下,滑板补气滚动转子式压缩机的制热量提升12.4%,制热COP提升2%,制冷量提升13%,制冷EER提升1.3%。