电动客车热泵空调系统仿真与改进

针对电动客车热泵空调系统性能优化进行仿真研究,建立热泵空调系统稳态仿真模型,利用实验数据验证及修正稳态仿真模型.小管径换热器由于管径减小,换热系数增大,基于经过修正的系统稳态仿真模型,提出换热器采用小管径的改进方法.仿真结果表明,应用小管径换热器到客车空调系统,额定制冷量（制热量）为23.2 kW（20.9 kW）,制冷EER（制热COP）为3.14（2.75）,性能有所提高但离设计要求有一定距离.分析系统的性能仿真结果可知,系统的循环质量流量低于设计值,压缩机能力不足,高效涡旋压缩机不仅排量增大,而且压缩机的制冷COP达到3.45,两个因素导致系统能效提高.将小管径换热器与高效涡旋压缩机应用于同一热泵空调系统.仿真结果表明,系统额定制冷量（制热量）为26.4 kW（23.4 kW）,整机制冷EER（制热COP）为3.64（3.16）,基本达到额定制冷量（制热量）为26 kW（22 kW）、制冷EER（制热COP）为3.2（2.8）的改进目标.     

补气型纯电动客车热泵空调系统制冷性能研究

为了研究低压补气模式对纯电动客车热泵空调系统制冷性能的影响,通过搭建一个带低压补气的热泵型电动客车空调系统试验台,分析对比了采用低压补气模式和不补气模式的纯电动客车热泵空调系统在不同压缩机转速下的制冷性能。结果表明:在采用低压补气和不补气两种模式下,系统制冷量、压缩机功率都随着压缩机转速的增大而变大,且在不同转速下采用低压补气模式,系统制冷量、压缩机功率均比不补气模式大;采用低压补气模式可以有效地降低系统的排气温度,增大系统的COP和EER,系统的稳定性也有了很大的提高。由以上结果可知,当系统排气温度较大时,可以打开低压补气模式,提高系统的稳定性。     

带补气的电动客车热泵空调系统制热特性试验研究

为了研究不同补气方式对电动客车热泵空调系统制热特性的影响,基于准双级压缩的原理,搭建了以R410a为制冷工质的热泵空调系统试验台,并在标准焓差实验室内对该试验台进行性能测试。通过对试验数据的分析发现:在不同试验工况下,相对于不补气模式,低压补气和中压补气模式都能有效地降低压缩机的排气温度,其中低压补气对压缩机排气温度降低更多;2种补气方式都提高了热泵空调系统的制热量、COP、出风温度,其中中压补气模式对这些参数的提升幅度优于低压补气模式。研究结果表明,补气技术能改善热泵空调系统的性能,降低压缩机的排气温度。     

电动客车热泵系统微通道换热器制热性能研究

为了研究微通道换热器与管翅式换热器在电动客车热泵空调系统中的制热性能差异,搭建了两套热泵型电动客车空调系统试验台,分别使用微通道换热器和管翅式换热器,并分析比较两种换热器制热性能差异。结果表明:车外环境温度在-10～7℃范围内,采用微通道换热器的电动客车热泵空调系统与采用管翅式换热器的电动客车热泵空调系统相比,制热量提高3.5%～40.4%,压缩机功率降低2.8%～4.4%,COP值提高7.5%～42.7%,风口出风温度增加4.9～7.7℃。由实验结果可知,电动客车热泵系统采用微通道换热器制热效果更好。     

不同工质有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的能效特性比较

对有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的循环原理进行了描述,建立了系统性能的计算模型.其系统优势在于结构紧凑,能小型化,这使得采用太阳能驱动的家用小型空调成为可能;且性能系数相对较高,吸收式的制冷系数(coefficient of performance,COP)小于0.7,而有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的制冷COP理论上高于1.4,且在室外温度越高时系数越高;能实现机械能、冷量的切换输出.在制冷工况和制热工况下,对有机朗肯循环和热泵循环采用相同工质和不同工质的循环性能进行了比较计算,筛选出了复合系统最适宜的工质,为进一步设计有机朗肯-蒸汽压缩式热泵系统提供理论指导,使此复合式热泵系统的应用成为可能.     

金属氢化物制冷空调系统的设计及性能

以尾气驱动的车用空调为设计目标搭建了制冷型金属氢化物热泵空调系统，并选择LaNi_4.61Mn_0.26Al_0.13和La_0.6Y_0.4Ni_4.8Mn_0.2作为系统的合金工质对.推导出合金工质对的反应焓、反应熵、理论循环性能系数COP和最低制冷温度.在此基础上设计了系统反应床，搭建了功能验证型金属氢化物间歇制冷空调系统，测定了循环性能曲线，研究了操作温度与系统制冷温度和COP的关系.结果表明：制冷空调系统在工作温度为150 ℃/40 ℃/30 ℃条件下得到系统COP为0.334，制冷温度为14.3℃.高温操作温度升高，循环系统的COP开始迅速升高，但温度过高，COP值下降；低温操作温度升高，COP值升高.     

电动汽车热泵空调微通道换热器温度分布特性

为了探讨微通道换热器温度分布特性对电动汽车热泵空调系统性能的影响,对应用新型微通道换热器入口分配器的电动汽车热泵系统进行性能测试,采用红外热成像仪记录制冷/制热工况下车外换热器温度分布变化情况.采用与换热器沿程方向垂直的温度不均匀度χ(温度标准方差)作为微通道换热器温度不均特性的度量.建立制冷制热工况2个BP神经网络模型,预测在不同运行工况、制冷剂流量、温度分布特性情况下系统的能效.神经网络的权重分析结果表明:对于所设计的电动汽车热泵空调系统,当微通道换热器被用作冷凝器和蒸发器时,换热器表面温度分布不均对系统性能的影响权重分别为34.97%和43.90%,改善气液两相的分配均匀性比改善气相的分配均匀性更利于系统性能的提升.     

太阳能空气源热泵复合系统实验研究

本文基于太阳能集热器的运行不稳定性和空气源热泵冬夏季极限天气性能衰减,建立了一种太阳能一空气源复合热泵系统,并对其运行模式和技术特点进行了分析.实验测试了夏季名义工况和最大负荷工况下复合系统制冷兼制热水性能系数;冬季室外换热器需要和不需要周期除霜工况下复合系统的制热性能系数;冬季周期除霜工况下热泵的除霜时间和除霜效果.结果表明:该复合系统在夏季(名义和最大负荷工况)和冬季(除霜、不除霜工况)的COP比常规空气源热泵系统高;冬季除霜条件下利用蓄热热水热量反向除霜时间明显小于常规除霜模式的除霜时间且效果良好.     

带经济补气的R32制冷/热泵系统实验研究

氢氟烃(HFC)类工质中,R32的臭氧消耗潜能值ODP为0,全球变暖潜能值GWP低(675)而被认为是较理想的制冷剂短期替代物。为研究带经济补气的制冷/热泵系统(EVI系统)的性能,本文搭建了以R32为工质的EVI系统实验台。实验结果表明,EVI系统能很好地解决R32系统在制冷及制热工况下排气温度过高的问题。同时,与普通的单级压缩制冷/热泵系统(SS系统)相比,制热量可提高4～6%,制冷性能系数EER最大降低15%;制冷量和制热性能系数COP优于或等于SS系统,取决于中间压力的大小。综合考虑制冷及制热性能,适宜的相对补气压力范围为1.1～1.3。环境条件不变时,经济补气形成的EVI系统会使蒸发温度及冷凝温度提高0.8～1℃。     

R290变频热泵空调器性能的实验研究

R290是一种高效环保的制冷剂，其在空调器上的应用具有十分广阔的前景.从理论上比较了以R290作为工质的系统与其他制冷剂系统的性能，并对某型号变频家用分体式空调器进行了实验研究，测试了不同环境温度下空调器制冷和制热的性能.研究结果表明：R290空调系统理论上COP高于R410A和R32,与R134a接近；在制热工况下，R290变频热泵空调器在环境温度从12℃变化到-12℃时，实测能效比从3.78较为均匀地变化到2.79;制冷工况下，环境温度从29℃到43℃时，能效比从2.26下降到1.91,制冷功耗在1.5 kW附近上下波动；R290家用空调系统的排气温度远低于R32,但送风温度的控制仍有改善空间.本研究为R290变频空调的优化提供了参考.