武汉地区太阳能-热源塔热泵复合空调系统研究

结合武汉地区某拟建项目,运用一套适用于夏热冬冷地区的太阳能-热源塔热泵复合空调系统为该项目提供冷/热源,将TRNSYS软件模拟与工程实测相结合,对全年4种典型工况下高空气干球温度、太阳辐照量等对系统性能的影响进行研究。结果表明:该系统在制冷工况和太阳能单独制热工况下满足工程要求;在热源塔热泵机组单独制热工况下能够满足要求,但综合制热系数偏低;在热泵机组和蓄热水箱复合制热工况下,当蓄热水箱水温高于12℃时系统制热系数稳定在3.6左右。     

空气源-水环热泵联合系统性能分析

建立空气源-水环热泵联合系统的模型,通过改变空气源-水环热泵联合系统的空气源热泵冷凝温度及蒸发温度,得到联合系统不同工况下的最佳性能系数。研究结果表明:在供水温度分别为45℃和50℃时,系统性能系数均在空气源热泵冷凝温度16℃时达到最大值,分别为2.128和1.954,供水温度为55℃时,系统性能系数在空气源热泵冷凝温度18℃时达到最大值1.805;供水温度分别为45℃,50℃和55℃时,单级系统(仅运行空气源热泵系统)、双级系统(空气源-水环热泵联合系统)相互切换的最佳蒸发温度分别为-2℃,-13℃和-23℃。指出根据不同工况及时调整热泵系统的运行方式能够提高系统能效。     

基于变容积比三缸双级压缩补气增焓技术的家用空气源热泵制热性能分析

在低环境温度工况下，传统空气源热泵存在制热量不足、制热性能系数(COP)低等问题，这导致其热舒适性差和运行经济性差，阻碍了空气源热泵技术在北方寒冷地区的应用。本文将变容积比三缸双级压缩补气增焓技术应用于家用空气源热泵，研究结果表明：该热泵的低温运行工况可低至-35℃;-15℃制热工况的COP可达到1.92;-30℃制热工况下，热泵出风口温度可达47℃。     

热源塔热泵冬季供暖性能实测分析

热源塔热泵技术在南方地区具有良好的节能和环保效益,近年来正在南方地区逐渐推广开来。通过对重庆市某实际工程所采用的热源塔热泵系统进行测试分析,探索其在重庆地区是否适用。在空气干球温度为9℃-15℃,相对湿度为55%-65%,主机热水进出口温差为1.9℃-2.3℃,主机功率为144k W-155k W,源侧泵和用户侧泵功率为17k W-18k W,热源塔风机功率为34k W-35k W的试验条件下,该热泵机组的主机冬季制热性能系数COP为3.61-5.19,系统冬季制热综合性能系数SEER为1.84-2.66。在空气干球温度为12℃-14℃时,热泵机组的COP值在4.5-5.2之间,处于高效运行;同时热源塔的换热效率高达67%-74%,具有良好的换热性能。     

黄海北部海水源热泵供热和免费供冷系统实测

海水源热泵区域供热供冷系统作为一项可再生能源利用技术,目前尚缺乏有关该系统实际应用方面的研究。作者对黄海北部某海水源热泵区域供热供冷系统进行了实地调研与测试,获得了该系统运行方面的大量第一手数据,经计算得到：2013年冬季极端海水温度期间,所测试热泵机组的实际平均制热性能系数为2.43,相应工况下的系统平均制热性能系数为1.86;2011-2012年供暖季机组和系统的平均制热性能系数分别为2.99和2.30;夏季“免费”供冷（热泵机组不开启）测试期间,系统的平均制冷性能系数为3.35。文章进一步对夏季“免费”供冷期间系统制冷性能系数不高的原因进行了分析。分析结果表明,由于用户的风机盘管未按实际冷水温度选择,致使实际运行时冷水供、回水温差仅有1 ℃,从而导致水泵运行能耗过高。     

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。     

闭式热源塔热泵系统集中供暖性能实测与分析

为了研究闭式热源塔热泵系统的集中供暖性能,在天津地区开展闭式热源塔热泵系统供暖季运行情况的监测研究。根据供暖季不间断的监测结果,计算得到闭式热源塔热泵系统在供暖季的平均性能系数(COP)为2.94。与传统空气源热泵系统相比,在相同工况下,闭式热源塔热泵系统供暖运行时节能高出25%以上,经济效益较好。     

家用CO_2热泵热水器系统试验研究

为了提高CO_2热泵热水器的性能系数,笔者所在单位设计了一台制热量为4.5 kW的CO_2空气源热泵热水器,试验研究了系统最优高压压力以及节流元件对系统的影响,试验表明,膨胀阀开度越小,系统效率越高,但过热度也会越高,综合考虑150步为最佳开度,名义工况下的最优高压压力为9.5 MPa,对应的制热系数为2.7。在热泵出水温度60~80℃范围内,平均提高1℃温度,系统能效比降低1.3%。寒冷工况下,仍能达到65℃的出水温度,说明了CO_2热泵在低温环境下的运行优势。     

结霜工况下热泵空调器性能的数值模拟

本文对热泵空调器在结霜工况下的运行性能进行了理论模拟,建立了热泵空调器制冷系统稳态分布参数模型和结霜过程的动态分布参数模型.在系统模型建立中把结霜过程视为准稳态过程.计算结果表明在霜刚开始形成时,有助于增大管壁和空气之间的换热系数,当霜层达到一定厚度时热泵的制热能力,性能系数等讯速下降.经与其他已发表的文献比较计算结果合理.     

直膨式太阳能空气源热泵制热的实验研究

将太阳能热泵和空气源热泵结合起来,搭建了直膨式太阳能空气源热泵实验台,分别在太阳能单一热源和太阳能/空气双热源模式下对系统进行实际测试。测试结果发现,单一热源时晴天工况平均制热COP达到3.4,阴天平均制热COP为2.35;双热源系统在晴天和阴天时,制热COP最高分别为4.3和3.5。     

不同工质的热泵热水器热力学性能分析

为了研究R22替代制冷剂R134A、R407C、R410A、R32、R290在热泵热水器中的热力学性能,设定冬季工况蒸发温度-10℃、冷凝温度65℃,夏季工况蒸发温度20℃、冷凝温度65℃,过冷度和过热度均为5℃。计算了不同工质系统在冬季和夏季工况的理论循环性能,对比分析了各系统的变工况特性。结果表明:R410A和R32的单位容积制热量较高,这有利于减小压缩机的功耗和体积;R290和R32的单位质量制热量较高,能够有效降低工质充注量,进而增加系统安全性。随着蒸发温度升高,各工质系统制热系数均不断增加;随着冷凝温度升高,各工质系统制热系数均不断降低;过热度变化对各工质系统制热系数影响很小,而过冷度增加可以提高各工质系统制热系数。对于6种工质热泵热水器系统,蒸发温度在冬季工况对R32系统制热系数影响最大,当蒸发温度由-14℃升至-6℃,R32系统制热系数提高21.8%,夏季工况蒸发温度对R22系统制热系数影响最大,当蒸发温度由16℃升至24℃,R22系统制热系数提高22.1%。对应于冬季工况和夏季工况,冷凝温度和过冷度变化对R410A系统制热系数影响最大。     

低温环境下复叠式燃气机热泵的供热性能研究

为了提高燃气机热泵在低环境温度下的制热性能,本文将燃气机热泵技术与复叠式热泵技术相结合,提出了应用于低环境温度下的复叠式燃气机热泵（CGEHP）系统。使用MATLAB软件,建立了CGEHP数学模型。分析了燃气发动机转速、环境温度和系统进水温度对系统供热性能（总供热量、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：当环境温度分别为﹣20、﹣15和﹣10 ℃,以NH3-LiNO3作为吸收式热泵系统工质,发动机转速为1 500 r/min时,PER分别为1.0、1.02、1.04,比常规空气源电热泵系统分别提高了24%、15%、5%。     

太阳能-空气复合热源热泵系统仿真分析

为保证复合热源热泵系统在复杂工况下的稳定运行和进一步优化系统各组件之间合理、高效的能量匹配,本文设计并搭建了基于微热管阵列的太阳能-空气复合热源热泵系统,采用集中参数法建立系统数学模型,分别从系统的发电效率、集热效率、制热功率和性能系数(COP)4个方面基于实验数据进行模型验证与分析,利用控制变量法研究了太阳辐照度和环境温度等参数对热泵系统在光伏/光热-水&空气源热泵运行模式下系统性能的影响,并对其运行特性进行综合评价。结果表明：所建数学模型具有较好的准确性,模拟值与实验值的相对误差均在±15%之间。光伏/光热-水&空气源热泵系统运行模式下发电效率和集热效率均值分别为13.91%和41.14%,COP均值为2.29。此外,当辐照度和环境温度分别以500 W/m²和15℃为单一变量时,系统COP分别提升21.0%和29.8%。     

CO2复叠式空气源热泵供暖运行测试

CO₂空气源热泵因其优秀的环保和热工性能，具有广阔的应用前景。本文以CO₂复叠式空气源热泵分布式集中供暖系统为研究对象，依据JGJ/T 177—2009《公共建筑节能检测标准》和JGJ/T 132—2009《居住建筑节能检测标准》对秦皇岛某公共建筑和石家庄某居住建筑的CO₂复叠式空气源热泵供暖系统开展运行测试研究，探究在低温环境下系统运行过程中检测不确定度及实际运行效果。通过不确定度分析，秦皇岛项目2#机组和石家庄项目2#机组制热性能COP在不同运行环境温度下相对合成标准不确定度范围分别为4.27%～5.87%及1.90%～4.36%,测试结果可信度高。测试结果表明：秦皇岛项目在室外日均温度-10.9～2.5℃的工况下，1#和2#机组实测日均COP范围分别为2.75～3.09和2.76～3.15。在室外最低温度-18℃时，1#和2#机组热COP仍可达到2.19及2.88。石家庄项目在室外日均温度-6.6～12.5℃的工况下，1#和2#机组实测日均COP范围分别为2.32～3.38和2.21～3.06;分析两个项目的检测结...     

水冷式跨临界CO2商用热泵热水器实验研究

介绍了一种以水为冷却介质的带同热器的跨临界CO2商用热泵热水器实验系统.根据实验数据拟合了压缩机的等熵效率和容积效率公式,并依据相应的国家标准对实验系统进行了"一次加热"方式和"循环加热"方式多个工况的循环性能实验研究.实验结果表明,按照"循环加热"制取热水时,在出水温度为55℃和65℃,系统平均制热COPh值分别达2.14到和2.08;按照"一次加热"方式制取热水时,名义工况下出水温度85℃时制热COPh值为2.82,最大负荷工况下出水温度65℃时制热COPh值为3.68.冷却水进水温度越高,系统效率越低,因此热泵热水器系统更适合于"一次加热"供水系统.     

适用于-20℃环境的CO_2汽车热泵系统的开发及性能测试

开发CO_2跨临界汽车热泵,是解决R134a汽车热泵在低温环境下制热量不足、无法正常工作问题的有效措施。本文理论分析了影响CO_2汽车热泵性能的关键因素,在最低为-20℃的环境温度下实验研究了CO_2汽车热泵的性能。结果表明:开发的CO_2汽车热泵系统在低温环境下稳定运行,具有较好的制热性能;在相同压缩机转速条件下,室内进风温度对制热COP(COP_h)影响更大,室外环境温度对制热量影响更大;在-20℃环境冷启动工况下COP_h可达到3.15、制热量为3.6 k W;进风(Tg,a,in)和出风(Tg,a,out)温度分别为20℃和40℃时,COP_h最低为1.72。因此,与R134a相比,CO_2车用热泵系统的低温制热性能有显著的优势,该系统在电动汽车上具有较好的应用潜力。     

不同气候区太阳能-空气源热泵热水系统运行性能评价

本文采用非稳态制热实验方法测试空气源热泵在典型工况下的能效系数,测试不同日照强度下太阳能平板集热器的热效率,分析户用太阳能-空气源热泵热水系统在3～5人典型住宅用户热水负荷下的运行性能;选取不同气候区的代表城市,结合典型年气象数据,评价该系统在不同地区的太阳能贡献率和热水系统全年能效系数(APF)。得出:寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区热泵机组单独运行时系统APF_h分别为3.03、3.34、3.79、3.28;4个地区太阳能年贡献率分别为29.82%、32.07%、29.58%、38.62%,太阳能-空气源热泵组合系统APF_s分别可达3.67、4.06、4.39、4.45。     

JB/T《空气源塔水源热泵机组》标准制定说明

本文详细解读了行业标准JB/T 《空气源塔水源热泵机组》,包括产品的定义与型式、测试方法与试验工况和部分负荷试验工况、性能系数等内容,并指出了标准制定的初衷与解决的重点问题,为正确理解标准条款、评价产品性能提供了技术指导。     

太阳能-空气能双源直膨式热泵系统夏季冷热电性能研究

本文设计了一种基于微热管阵列的太阳能-空气能双源集热蒸发(冷凝)器及双源直膨式热泵系统,该系统可有效降低光伏组件温度提升光伏发电效率,同时可实现制热和制冷功能,是一种多能互补可满足多种用能需求的新型建筑供能系统形式。搭建了太阳能-空气能双源直膨式热泵系统实验台,并对系统在夏季典型工况下的发电、供冷与提供生活热水性能进行实验测试与分析,结果表明,双源直膨式热泵系统制热运行时,PV/T组件工作对光伏组件起到了显著降温作用,相比于热泵不运行工况,组件光电功率提高56.43%,光电效率提升53.15%;双源直膨式热泵系统将180 L水由20℃加热至50℃的制热过程,系统平均制热COP为4.59,集热功率为3.20 kW,总发电量为1.43 kW·h,总耗电量为1.36 kW·h;由12℃冷却至7℃的制冷过程,系统平均EER为2.29。     

某办公建筑地源热泵系统冬季运行工况测试与分析

以山东省东营市某办公建筑地源热泵空调系统为研究对象,对其冬季运行工况进行测试,分析地源侧供水温度及制热性能系数随负荷率的变化情况,得到系统性能系数COP为3.0,机组COP为4.1。测试数据表明,该工程地温恢复状况良好,未出现"热堆积"现象,系统运行工况稳定。