二氧化碳家用热泵热水器试验研究

CO2因为环保及独特的热力学优势,一直是制冷空调领域的研究热点,然而由于其工作压力较高,用于家用热泵热水器的全封闭式CO2压缩机开发较困难。为了验证CO2在热泵热水器上应用的优势以及研究其系统的运行规律,以国产全封闭式CO2压缩机为基础,设计并搭建了空气源CO2热泵热水器测试系统,在进水温度15—50℃,出水温度65—90℃范围内,测试了不同进、出水温度、不同蒸发温度以及不同排气压力条件下,热泵系统的制热量、COP以及排气温度等关键特征,发现CO2能够稳定提供90℃以上热水,在高温制热上优势明显。同时,即使在蒸发温度为-20℃,系统仍然能够平稳运行,表现出较好的低温运行优势。     

二氧化碳热泵热水器微通道气体冷却器的仿真分析

设计了一种用于二氧化碳热泵热水器的新型微通道水冷气体冷却器,用有限单元法建立了换热计算模型并编制程序。对微通道内CO₂和水侧的流动与换热进行了数值仿真;运用该模型分析了各种参数下气体冷却器的换热性能及CO₂侧的压降。可用于指导优化设计。     

空气源热泵热水器中R417A与R22的性能对比

对R417A在空气源热泵热水器中的性能与R22进行了对比实验,测试了不同环境温度下采用R417A与R22的COP、功率、冷凝压力和压缩机排气温度等参数的变化。结果表明,在空气源热泵热水器中,R417A的COP与R22比较接近;排气温度比R22低,系统更加安全;冷凝压力也比R22低,说明在同样的冷凝压力下能够得到温度更高的热水;而且更加环保,比R22更加适合在空气源热泵热水器中使用。     

不同外绕盘管结构热泵热水器蓄能与用能性能分析

家用空气源热泵热水器能够高效制取生活热水,优化其冷凝盘管外绕结构设计,可以进一步提高系统运行性能。本文提出了外绕变间距盘管结构形式,通过建立MATLAB热泵模型与水箱CFD模型,联立形成耦合模拟模型,经实验验证耦合模型的准确性后,模拟研究了外绕等/变间距盘管结构对热泵热水器蓄能与用能性能的影响。结果显示,与外绕等间距盘管结构相比,变间距盘管结构蓄能过程中的平均传热系数、性能系数（COP）分别提高了21.91%、10.75%,热水温度分布更加均匀,用能过程中的平均传热系数和COP比等间距盘管稍高,热水输出率、释能效率分别提高了7.69%、8.53%,水箱输出的热水温度品质得到改善。本文为对冷凝盘管外绕形式的优化设计提供了方向和指导。     

太阳能与空气复合源热泵热水系统多模式运行实验特性

提出并构建了一种直接膨胀式太阳能与空气复合源热泵热水系统。在南京夏季的晴天、阴天及冬季晴天工况下分别对实验样机的运行特性进行研究。实验结果表明:该系统在不同天气下以不同热源模式高效地将热水加热到55℃。在夏季晴天太阳辐射波动较大时,系统的集热/蒸发器可以同时吸收太阳辐射能和空气热量,以太阳能为主,空气源为辅,平均能效比为4.83;在夏季阴天,系统以空气源热泵模式稳定运行,平均能效比为3.97;在冬季晴天,系统以太阳能热泵模式运行,太阳能的输入提高了热泵蒸发温度,从而缓解了蒸发器结霜问题。     

废热锅炉多级给水泵的问题及处理

针对硫磺制酸装置废热锅炉多级给水泵在运行过程中存在的设备振动大、部件磨损严重,因而运行周期短等问题,对平衡装置进行受力分析,并在实际检修过程中采取相应的措施,取得了良好的效果.泵运行周期从20天延长到2年,为主装置的稳定运行提供了有力的保证.     

水循环式热泵干燥装置的性能分析

水循环式热泵干燥装置是指热泵和干燥部分通过水循环耦合而成的热泵干燥系统，是一种中小型热泵干燥装置的结构型式。对水循环式热泵干燥装置的开机过程、调控特性、能源效率进行了分析，相关结论可为推广应用提供参考。     

采用新型循环方式的硅胶-水吸附式制冷机

The paper proposes an adsorption refrigeration system using silica gel and water as working pair with novel design. In this system, the adsorber, condenser and evaporator are housed in one vacuum chamber, forming an adsorption refrigeration unit. Two such units work alternatively to supply cooling continuously. The construction, parameters of the adsorber, condenser and evaporator and characteristics of the cycle are given. The experimental results demonstrate that the mass recovery process can significantly improve the cooling capacity and COP. The effects of evaporating temperature and cooling water inlet temperature on chiller performance are analyzed. Comparison of the novel system and conventional ones demonstrates that the novel system has a higher performance than the conventional ones with heat recovery process if the problem of cooling loss can be resolved.     

Operability of a thermally driven magnesium oxide/water chemical heat pump

The operability of a thermally driven chemical heat pump using the magnesium oxide/water reaction system was demonstrated experimentally. The heat pump system, consisting of a packed bed reactor and a water reservoir, was operated thermally with no mechanical work. The thermal output performance of the reactor bed was measured under pressures between SO and 202 kPa. The heat pump was expected to be applicable as a heat storage system for high efficiency energy utilization in cogeneration.     

复合热源太阳能热泵热水系统性能模拟

提出了一种复合热源太阳能热泵热水系统,通过阀门切换,可以根据不同的天气状况改变运行模式,以空气和太阳辐射作为热源制取生活用水。针对设计的150 L热水系统建立了数学模型,对不同运行模式下的性能进行了计算机模拟分析,分析了太阳辐射强度及环境温度对系统性能的影响,并计算了系统的全年运行状况。从模拟结果可以看出,热泵串联集热器模式（HP+SC）比集热器串联热泵模式（SC+HP）耗时稍长,但COP更高,各月总热效率前者略高于后者。COP及总热效率均随太阳辐射强度及环境温度的升高而升高。在4～10月的晴朗天气下,应尽量优先采用集热器模式（SC）,仅在完全没有太阳辐射时才使用热泵模式（HP）。     

High temperature electrochemical heat pump using water gas shift reaction. Part I: Theoretical considerations

A new electrochemical heat pump using a combination of an electrolytic reaction at lower temperature to absorb low grade thermal energy and a thermochemical reaction at higher temperature to produce more efficient thermal energy is proposed. At a lower temperature, an endothermic reaction which cannot occur thermochemically proceeds with electrolysis. At a higher temperature, an exothermic reaction which is the reverse of the electrolysis reaction occurs thermochemically to produce high grade thermal energy. The water gas shift reaction, CO₂(g) + H₂(g) CO(g) + H₂O(g), in molten carbonate is one possible candidate for the new electrochemical heat pump and can lead to an increase in the temperature of the thermal energy from 1100 to 1200K. A heat pump system using the shift reaction is also considered theoretically.     

开式吸收式热泵及在烟气余热回收中的应用

开式吸收式热泵具有结构简单、低品位热能驱动、省电等优点,推广利用该技术,对解决目前面临的城市热源不足及提高工业能源利用效率具有重要意义,但运行中存在设备腐蚀、不凝性气体等问题。本文总结了国内外开式吸收式热泵的研究进展,其应用领域涉及供暖、空调、制冷及工业生产,处理气流包括空气、燃烧后烟气,驱动热源包括太阳能、生物质锅炉、天然气锅炉及电厂锅炉等集中热源和分布式能源,结构形式多样化;简述了开式吸收式热泵在工业余热,特别是天然气锅炉烟气余热和湿法脱硫电厂饱和烟气潜热和水回收领域中的应用;分析了运行中出现的溶液腐蚀、不凝气气体及设备堵塞问题,并提出了解决方案。     

太阳能-空气复合热源热泵热水系统

针对光伏发电效率较低和空气源热泵在寒冷地区应用中存在的问题,研发了一种新型复合蒸发器,将平板微热管阵列太阳能光伏光热（PV/T）集热器与空气源热泵相结合,组成新型太阳能-空气复合热源热泵热水系统。并对该热水系统在不同运行工况下的水箱水温、吸排气压力、压缩机功率和性能等进行了实验研究。实验结果表明,在环境温度分别为5、10和15℃的条件下,热泵加热73 L水,水温从15℃加热到50℃时,双热源运行工况的加热时间比单空气热源运行工况依次缩短了5.14%、10.29%和11.38%, COP依次提高了5.99%、9.28%和11.96%。     

固体吸附作用对热管真空闪蒸水分离过程的影响

液滴的过热度是维持其蒸发的关键因素,直接决定了盐水分离设备的水分离率。提出和设计了一种集高效热管传热和固体吸附技术为一体的盐水分离装置,并对质量分数为3%的NaCl溶液进行水分离实验,结果表明：热管能以高热通量快速传递液体闪蒸后二次沸腾所需的热量,显著增加单位时间内的水分离容积速率;引入吸附床后,蒸发室压力在吸附过程前半段有明显降低,降幅约为0.4～1 kPa,即降低了液滴的沸点,提升了过热度,这为更低品位的热源在盐水分离方面的利用提供了新途径;降低热源温度,吸附剂的吸附能力相应降低,要达到同样的水分离速率,需增加吸附剂用量。     

水在ZSM-5型分子筛中吸附的Monte Carlo模拟

构建了ZSM-5型分子筛物理模型,采用Connoly表面方法和Solvent表面方法对ZSM-5型分子筛的几何结构和性质进行了模拟分析。通过巨正则系综蒙特卡罗方法(GCMC)模拟研究了水蒸气在ZSM-5型分子筛上的吸附特性。通过模拟方法看到了实验难以表征的水蒸气在分子筛中具体吸附位,研究了压力、温度和硅铝比对ZSM-5型分子筛吸附性能的影响及其吸附热的变化规律。     

双碱法脱硫在有机热载体锅炉烟气处理中的应用

介绍了福建申远新材料有限公司7.54×107k J/h有机热载体锅炉的设计条件、工艺流程、主要生产设备及运行情况和存在的问题及解决办法。经过1年多的运行,脱硫系统运行良好,排出烟囱气体中SO2质量浓度小于200 mg/m3,达标排放,取得了良好的社会效益和经济效益。     

燃气机热泵供热性能规律的理论和实验研究

燃气机热泵(gas engine-driven heat pump)是一种节能环保的供热系统。为了研究燃气机热泵的能源利用效率,利用构建的燃气机热泵实验台,通过理论分析和实验测试研究了燃气机转速、冷凝器进水流量、冷凝器进水温度对系统性能[供热总量、制热性能系数(COP)以及一次能源利用率(PER)]的影响规律。结果表明:燃气机热泵系统供热量随着冷凝器进水流量、燃气机转速的增加而增加,随着冷凝器进水温度的提高而减少。COP和PER随着燃气机转速和进水温度的升高而减少,进水流量对系统性能系数的影响较小。回收的余热占燃气机热泵系统总供热量的40%左右,在考虑余热回收的情况下,燃气机热泵的一次能源利用率在1.15~1.47之间。     

富微孔炭质吸附剂吸附天然气的热效应

为了确定吸附天然气汽车的储气罐在充放气时的热效应及其对储气量的影响,实验室利用自行设计的天然气吸附评价装置,研究了富微孔炭质吸附剂吸附天然气的热效应。结果表明,在室温下充气时最高温度可超过 75℃,放气时最低温度可低于-5℃。充气时最高温度随充气速度的增大而升高,放气时最低温度随放气速度的增大而降低,但当充放气超过一定时间后,这种因热效应带来的吸附床层的温度变化明显减缓。快速充气时,因热效应的影响,吸附剂的天然气储气量体积分数大约有 16%—23%的下降。     

无霜空气源热泵系统冬季除湿性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点，提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统最大的新颖之处在于热交换塔实现了“一塔三用”，不仅冬季可以无霜高效运行与再生，夏季蒸发冷却后性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了溶液塔入口空气温湿度、空气流量、溶液入口温度、溶液流量、溶液质量分数对除湿性能及空气出口温度与溶液出口温度的影响，结果表明：出口空气与溶液温度随入口空气温湿度、流量、溶液温度、质量分数的升高,溶液流量的下降而升高；溶液塔的除湿效率主要受风量和溶液流量的影响，而入口空气温湿度、入口溶液温度、溶液质量分数影响很小，溶液塔的除湿量随着室外空气湿度的升高、入口溶液温度的降低、空气流量和溶液流量的升高而升高。     

吸附热预测吸附等温线

实验测定了N2 在沸石分子筛、C2 H6 在活性炭、CO2 在硅胶上的吸附等温线 ,研究用Clausius Clapeyron方程求得等量吸附热、再利用所得的吸附热预测其它温度的吸附等温线数据的方法。将吸附热预测的等温线与实验值及插值法内插得到的吸附等温线数据进行了比较 ,结果表明吸附热预测值与实验值吻合较好。此外还对文献数据利用等量吸附热预测较高压力 ( 65 0kPa)下的等温线 ,均与文献中的实验值一致。为吸附工业操作需要不同温度下的等温线数据和吸附过程的模拟与设计提供了简便、准确的计算方法