不同电子膨胀阀控制方式下空气源热泵热水器性能

空气源热泵热水器需全年运行,其工况复杂多变,因而对系统控制有更高的要求。基于电子膨胀阀可灵活选择控制参数的特性,本文针对排气温度提出一种简易的定排气过热度控制方式,结合定阀开度及传统的定吸气过热度控制方式分别进行实验研究并分析对比其内在过程。实验结果表明:在入风温度为22℃时,定阀开度下排气温度大幅下降,但COP最低且液击风险较大。定吸气过热度下COP虽然最高,但排气温度也相应最高。定排气过热度控制下COP虽略低于定吸气过热度控制,但排气温度较定吸气过热度控制下平均有效下降约7 K。同时,与定阀开度控制相比,平均COP提升了4. 9%,并可避免大量回气带液风险,从而有效结合了两种方式下的优点。     

风速分布不均匀性对空气源热泵风侧换热器性能的影响

针对50kw空气源热泵V形风侧换热器的流动和传热性能进行数值模拟,研究该换热器来流风速分布不均对其换热性能的影响。结果表明：1）风速的不均匀分布对换热性能影响很大,当风速最大偏差超过50％时,换热量降低11．33％;2）风速分布不均匀也是造成制冷剂分配不均匀的主要原因,导致各回路制冷剂出口过热度存在差异,各支路出口过热度相差越大,换热器换热性能越低;3）在风速最大偏差条件下,随着平均风速的增大,换热器换热性能先增后减。     

空气源热泵热水器系统性能分析

为了预测空气源热泵热水器的运行性能,提高系统稳定性和降低能耗,建立空气源热泵热水器系统仿真模型,在焓差实验室对一台水箱容积为150L的一体式空气源热泵热水器样机进行变工况实验以验证模型的准确性,利用所建立的模型研究蒸发器入口空气流速及制冷剂质量流量对机组性能的影响。结果表明:系统制热量和COP都随环境温度的升高而不断增大;系统制热量随蒸发器入口空气流速的增大而呈增大趋势,在达到某值后,系统制热量变化趋于稳定;系统COP随制冷剂质量流量的不断增加呈先增大后减小的趋势,即制冷剂质量流量存在最佳值使得热泵性能系数最高。     

电子膨胀阀调节对空气源热泵热水器性能的影响

节流装置的调节对空气源热泵热水系统的性能有着重要影响,电子膨胀阀因其调节范围广而逐渐得到应用,因此需要对其深入研究。以空气源热泵热水器实验系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度,研究不同调节方式对系统性能的影响。结果表明:1)相同膨胀阀开度下,系统制热量和系统COP随加热的进行均呈先上升后下降的趋势;不同膨胀阀开度下,在加热前期(20~30℃),膨胀阀开度越大,系统COP越大;在加热后期(45~55℃)结果相反;2)在加热过程中,各膨胀阀开度下系统COP趋势线相互交叉,由于压缩机少量吸气带液可以改善系统性能,因此交叉点与各阀开度下过热度达到0 K的点相近但并不重合;3)以水箱平均温度为控制对象调节电子膨胀阀的方法(优化1#)对系统COP的最大优化率为24.8%;以压缩机吸气过热度为控制对象调节电子膨胀阀的方法(优化2#)与优化1#系统COP相比,最大相差4.2%,且经过实验验证具有适用性。     

空气源热泵机组除霜性能试验研究

为了研究不同节流机构、不同除霜方式对空气源热泵机组除霜性能的影响,在空气源热泵机组上对热力膨胀阀、电子膨胀阀作为除霜节流机构,以及采用“四通换向阀直接换向除霜”和“压缩机停机四通换向阀换向除霜”2种除霜方式,进行了试验比较研究。结果表明：采用电子膨胀阀的除霜时间比热力膨胀阀的短12s,即减少11％。笔者提出采用电子膨胀阀＋压缩机停机四通换向阀换向除霜模式的结合,具备四通换向阀换向除霜的除霜强度,解决了“奔油”等部分缺陷,而且采用电子膨胀阀进行除霜可缩短部分除霜时间。     

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。     

宽温区空气源热泵热水机性能实验研究

本文基于一台直流调速卧式涡旋压缩机(双级压缩),结合闪蒸式中间腔补气冷却和双级节流技术,试制了一台5 HP专用于严寒、寒冷地区供暖的宽温区空气源热泵热水机(DCAHP),并在多种测试工况下对其制热性能进行了实验研究。实验结果表明:DCAHP实现了宽温区可靠制热,其名义制热量为16 548 W,制热EER为3. 0;在室外干球温度为-20. 0℃的条件下,其最大制热量可达11 278 W,制热EER为1. 6。研究发现,热力膨胀阀感温包与压缩机吸气口的距离/蒸发器单元传热管长大于7/200后,阀能力衰减剧烈,且压缩机输入功率下降了19%;若模块化蒸发器面积增加1倍,DCAHP在低温环境的制热能力可提升18%;设置冷冻油充注量精细调节装置,DCAHP的制热能效比最高可提升50%。     

供水温度对低温空气源热泵制热性能的影响

本文通过设置环境温度分别为-12℃、-6℃,初始水温为20℃,开启热泵进行加热,研究了不同供水温度对空气源热泵的制热量、系统功耗、能效、排气温度、压缩比等的影响。结果表明:在相同初始水温下,随着加热的进行,压缩机的制热量先增加后降低,供水温度为40℃时的制热量最大;当环境温度为-12℃,供水温度从25℃增至55℃时,系统功耗从11 905 W增至24 417 W,增加了105%,系统能效从4. 03降至2. 11,下降了47. 6%。     

冷凝器面积对空气源热泵制热性能的影响研究

目的 研究低温条件下空气源热泵的烘干性能。方法 论文主要采用焓差法研究在换热面积和室外温度(温度为7、−12、−20 ℃,相对湿度为65%)不同时,空气源热泵的制热量、输入功率、能效等性能。结果 在7 ℃环境中,增加室内侧换热器面积,热泵的制热量提高了19%,系统能效提升了14%,但输入功率增加了5%;在−12~−20 ℃环境中,增加室内侧换热器面积,热泵的制热量提升了5%,系统能效提升明显,最大可提升27%,输入功率最大降低为17%。结论 增加室内侧换热器面积,系统焓差降低,但是能提高系统在低温下的循环风量,制热性能更加优异。     

空气源热泵热水器全年综合性能系数评估

介绍空气源热泵热水器全年综合性能系数APF的基本评价准则,通过对环境温度进行分区,建立计算全年综合性能系数APF的基本公式。以热泵实测数据为基础,研究BIN分区数量、特征温度、待机功率、水箱容积、热泵加热功率、热泵工作温度下限等因素对APF的影响,建议进行APF计算时BIN分区数为5。     

多功能空调热水器最佳制冷剂充注量的实验与分析

本文提出了一种新型双节流储液器,该装置可以自动调节系统的制冷剂循环量,使得多功能空调热水器能够在多种模式下稳定运行。依据于COP最大的原则,通过实验确定了多功能空调热水器在夏天单独制冷和制冷兼制热水两种模式下制冷剂的最佳充注量,实验结果表明本装置在室外环境温度为32±1℃时,夏季单独制冷、制冷兼制热水两种模式下的最佳充注量分别为6.5 kg、7.5 kg,相应的最大COP分别为3.80、5.88。当制冷剂充注量发生变化时,通过调节系统的节流阀,能够使系统的COP接近于制冷剂最佳充注量所能达到的效果。另外,考察了最佳充注量下节流阀开度对COP、过冷度及过热度的影响,当制冷剂充注量相同,制冷兼制热水模式的COP和制冷量与单独制冷模式的相比,前者更大些。实验结果显示了双节流储液器对制冷剂循环量具有调节作用,达到了节能的效果。     

水流量对空气源热泵热水器性能的影响

通过对空气源热泵热水器的性能进行实验研究,测试了水流量对热泵热水器性能的影响。实验结果表明：水流量对加热时间、能效比等性能有一定的影响,这种影响随着流量偏离正常值而加剧;设计适当的水流量,不但可以适当提高热泵热水器的能效比（COP）,而且降低了冷凝器进出口水的温差值和排气压力。     

初始水温对空气源热泵热水器系统性能的影响

本文针对空气源热泵热水器加热至较高水温时系统效率明显下降的问题,研究初始水温对系统性能的影响,通过实验改变初始水温,分析系统各参数随加热水温的变化规律,得到实际运行特性及制热性能恶化的原因。结果表明:相同初始水温,随着加热的进行,COP不断下降,加热前期下降趋势较为平缓,后期变大;不同初始水温,因系统开机时存在"预热"阶段,加热后期又受压缩机大量吸气带液的影响,故平均COP随初始水温的升高呈先减小后增大的趋势;少量吸气带液能有效降低排气温度,改善系统性能,大量吸气带液却增大系统功耗,加剧COP的下降趋势。此外,提出以排气温度下降后再次上升时的拐点作为压缩机开始大量吸气带液的参照点,从而提升系统性能。     

复叠式空气源热泵热水器运行工况及其工质的选择

针对一种新型的复叠式热泵热水器系统,以常规工质对其在各不同运行工况下的循环特性进行了理论计算,并结合其经济性、可靠性及当前市场实际情况,对这些工质进行筛选并确定合适的设计工况。结果表明:对于该系统的低温级循环比较合适的工质为R410A,而对于该系统的高温级循环则以R134a最为实际。     

空气源热泵热水机组的全工况性能及试验装置的研究

介绍了空气源热泵热水机组的市场发展现状及存在的相关问题;对4台空气源热泵热水机组的全工况性能进行了测试和分析;对机组全工况性能试验装置的配置及相关问题进行了分析,为试验装置的研究设计提供了依据。     

直热式空气源热泵热水机的技术分析

文章对直热式空气源热泵热水机应用于家用场合进行了系统设计与性能分析,通过理论计算与样机测试,验证了家用直热式空气源热泵热水机在不同工况下的实际运行效果。结果表明,相对于常规家用空气源热泵热水机,家用直热式空气源热泵热水机在供热水能力、运行COP和再次用水等待时间等方面优势明显,可为直热式空气源热泵热水机在家用场合的设计和应用提供参考。     

空气源热泵除霜研究

空气源热泵的结霜问题已经成为影响空气源热泵机组可靠性的关键,提出了解决问题的三个方法:延缓结霜、除霜方法改进和除霜控制技术。增加风量、改进换热器形式等可以有效延缓结霜,并降低结霜的程度;采用蓄能除霜法可以减少除霜时间,室内恢复供热更快;模糊控制等控制方式可以使除霜更加智能化,从而达到良好的除霜效果。