电动汽车热泵空调冷凝蒸发器的特性实验研究

电动汽车热泵空调的能耗对其行驶里程有重要影响。本文针对两种不同结构形式的热泵空调室外换热器,实验研究了环境工况和制冷剂进出口位置对换热器性能的影响,并分析了不同结霜工况下热泵空调系统的制热性能。结果表明:作为冷凝器时,横排和竖排布置结构形式的换热器性能差异较小;作为蒸发器时,横排布置结构形式换热器的性能相比竖排布置提升了20%;对于横排布置形式换热器,制冷剂进口接近换热器底端扁管有利于提高蒸发器性能;结霜工况下,两种结构形式换热器在高寒(-7℃/-8℃)和高湿(7℃/6℃)工况下制热性能无明显衰减; 2℃/1℃工况下,横排布置结构形式的结霜和化霜特性均优于竖排布置结构形式。     

电动汽车热泵系统车外换热器结霜除霜研究现状

综述了电动汽车热泵系统车外换热器结霜的环境因素、抑霜方法以及除霜方法的最新研究。调研结果表明,温度、相对湿度和风速均对结霜有影响,进而影响热泵运行性能。主要的抑霜方法有换热器外部结构优化、内部流程优化及表面涂层处理,而除霜主要采用热气旁通和逆循环,除霜系统控制的运行控制也是影响除霜效果的关键技术。旨在系统性地分析电动汽车热泵系统车外换热器结霜除霜最新研究成果,为进一步解决结霜问题奠定基础。     

结霜工况下空气源热泵-冷柜双联机性能实验研究

空气源热泵-冷柜双联机将热泵系统部分制冷剂用于对冷柜制冷系统进行机械过冷,可提高系统整体性能。本文将空气源热泵室外机与冷柜冷凝器设计成一体式换热器,在冬季工况下可利用冷柜制冷系统的冷凝热延缓空气源热泵室外机结霜。实验研究了结霜工况下空气源热泵-冷柜双联机性能,将热泵-冷柜联合运行工况下的性能与热泵单独运行工况下的性能进行了对比,并分析了不同冷流比条件下热泵系统、冷柜系统性能及热泵室外换热器表面结霜性能。实验结果表明,在室外换热器严重结霜工况下,相比于空气源热泵单独运行,双联机联合运行使结霜周期延长为原来的2.17倍,热泵系统平均制热量及平均COP分别提高了约5%及4.8%。随着冷流比增大,冷柜系统平均制冷量和平均COP均增大。而空气源热泵在冷流比为0~12%范围内,结霜周期、平均制热量及平均COP均变化较小,当冷流比大于12%时,随着冷流比增大,结霜周期缩短,平均制热量及平均COP呈下降趋势。     

冷热水三联供空调机组的除霜特性

三联供机组在冬季运行时,由于室外换热器表面结霜会严重影响机组的运行性能和安全系数。本文针对三联供空调机组所采用的除霜策略进行实验,研究了不同化霜温度测点对机组除霜特性的影响。结果表明：当化霜温度传感器置于室外换热器表面的测点2和测点5时,系统在结霜过程中持续波动的时间分别为2280ｓ和220ｓ;除霜时间分别为5min和12min,系统过热度持续为负值的时间分别为185ｓ 和80ｓ。为系统安全考虑,建议化霜温度传感器布置于测点5。     

空气源热泵系统无霜化及除霜方法概述

空气源热泵因性能稳定、使用方便等特点在房间供暖与空调等领域得到广泛应用,冬季室外换热器表面结霜和除霜是影响其系统性能的主要因素。本文概括了空气源热泵系统的结霜条件、无霜化以及各类热力与非热力除霜方法,重点阐述了采用相变蓄热装置的各种热泵系统及除霜方法,对研究报导中应用的相变材料、蓄热换热器结构进行综述。最后对实现空气源热泵产品的无霜化或除霜高效化和持续供热的研究方向进行展望:可靠的吸附材料及其再生方法研发是通过干燥方法破坏除霜条件的技术需求;高压电场和超声波除霜方法需进一步完善,提高稳定性和经济性;蓄热除霜有很大的市场潜力,但需优化系统及蓄热换热器设计,并深入相变材料的研究。     

空气源热泵结霜/除霜特性的数值模拟

为研究空气源热泵的结霜与除霜特性,建立了热泵系统结霜动态模型和显热除霜模型,求解模型获得了结霜与除霜过程中各系统参数变化规律。结果表明,初期霜层对系统性能影响较小;当结霜工况运行70 min时,系统性能系数(COP)、制热量和蒸发压力降幅分别为6.9%、10.9%和12.3%;随着霜层继续生长,系统性能衰减加剧;除霜工况下,管壁温度迅速升高,霜层预热后进入融霜阶段,从蒸发器入口微元到出口微元,融霜时间从7 s增加到52 s;进入融霜水蒸发阶段后,管壁温度增速减慢,沿制冷剂流动方向融霜水蒸发时间逐渐增加;当换热器散热与得热达到平衡时,管壁温度维持恒定。     

提高新能源汽车热泵空调能效比的策略分析

新能源汽车热泵空调系统使用电能利用制冷剂作为介质将低位热源中的热量转移到高位热源的车室内,在环境0℃以上时其COP大于1,能效比远高于采用PTC电加热的采暖方式。然而在冬季环境温度低于0℃且小于湿空气露点温度时,因为室外换热器结霜堵塞换气通道,影响吸热,造成换热效率低下,从而缩短了新能源汽车冬季的续航里程,为了消除换热器结霜,国内外对此在换热器材料及结构方面、空调管道控制及选用制冷剂等方面做了各种研究试验,该文结合试验测试主要在融霜控制策略及对使用的各类汽车制冷剂性能做对比分析。     

采用相变蓄热模块多联式空调（热泵）系统除霜过程的试验研究

空调采用传统除霜方法对系统性能带来不利影响。本文通过试验研究采用相变蓄热模块的多联式空调（热泵）系统除霜过程的动态特性,并与常规的逆循环除霜方法进行对比。试验结果表明：在除霜、大湿度除霜和低温制热3种工况下,蓄热除霜的制热量比常规除霜时略高,整机的消耗功率基本相同,室内换热器的制热周期基本一致,但除霜期间室内机停机时间缩短一半;蓄热除霜除霜期间室内换热器盘管温度比常规逆循环除霜高20-25℃,蓄热除霜除霜期间室内换热器出风口温度比常规逆循环除霜高13-17℃,大大提高室内环境的舒适性。这表明相变蓄热除霜空调（热泵）系统除霜性能优于传统逆循环除霜空调（热泵）系统。     

疏水表面改性在换热器抑霜上的实验研究

对分体式空调室外换热器翅片管表面进行了疏水改性处理并搭建了可视化的结霜测试平台,在干、湿球2℃/1℃环境工况下测试了改性后和常规换热器翅片表面结霜、除霜及融霜过程的性能。实验表明疏水纳米涂层翅片表现出一定的抑霜效果:其液滴冻结时间延后、霜层薄且疏松、除霜周期延长、化霜时间缩短,但抑霜效果会在结霜后期减弱且融霜后翅片上存在残留液滴。而对于未处理的亲水裸铝翅片:其霜层冻结快、霜层较为致密、结霜程度较严重,但融霜后排液效果好。     

电动汽车热泵空调复合除霜特性的实验研究

为了解决电动汽车热泵空调在制热过程中结霜导致制热效率降低的问题,本文在现有除霜方法所存在的缺陷的基础上,提出了电动汽车热泵空调复合除霜方法,所谓复合除霜方法就是在除霜开始后,首先进入旁通除霜阶段,然后根据除霜状态,适时进入逆循环除霜阶段。本文对一台额定功率8.0 k W的电动客车空调进行改造,并在室外环境温度(2±0.5)℃,相对湿度(80±5)%,车内温度为(20±0.5)℃的模拟环境条件下进行对比实验,测量压缩机吸排气压力、室外换热器温度、室内温度与消耗功率随时间的变化。结果表明:与逆循环除霜相比,复合除霜压缩机吸、排气压力冲击减小,室内温度波动减小,能耗降低8.13%;与旁通除霜方法相比,除霜时间减少60 s,能耗降低6.56%。     

变制冷剂流量多联空调系统设计方法探讨

变制冷剂流量多联分体式空调系统缺少相关的设计指导。在实际系统设计中必须考虑设计温度条件、室内外机容量配比系数、管道长度、室内机间的高差等因素对系统运行效果的影响。提出了变制冷剂流量多联分体式空调系统在工程中的设计方法,并采用设计实例验证其有效性。     

变频空调器低温制热不停机脉冲除霜的试验研究

为提高变频空调器的低温制热量和APF值,设计一套试验方案,在机组制热运行不停机的情况下,利用室内换热器输出的液态制冷剂的余热对室外换热器进行脉冲除霜,有效延长机组的除霜周期,从而提高低温制热量和APF值。从实际试验数据可知,本方案能使变频空调器的除霜周期延长至原来的3倍,低温制热量提高15%,APF值提高0.08,制热效果与舒适性明显改善。     

A novel defrosting control method based on the degree of refrigerant superheat for air source heat pumps

When an air source heat pump (ASHP) unit operates for space heating at a frosting environment, periodic defrosting is necessary to maintain a high system performance. To defrost efficiently, it is necessary to find an effective defrosting control method. In this paper, an experiment was carried out on an ASHP unit with a capillary tube as a throttle device, under simulated frosting and defrosting conditions using time control defrosting method, and the experimental results are firstly presented. Secondly, a novel defrosting control method based on the degree of refrigerant superheat (DS) is reported. To validate the novel defrosting control method, a further experiment was conducted on another ASHP unit with an electronic expansion valve (EEV) as a throttle device, under simulated frosting and defrosting conditions. The experimental results demonstrated that when applying the novel defrosting control method, defrosting was initiated before the operating performances of ASHP unit rapidly deteriorated, which was more reasonable.     

二甲醚作为汽车空调制冷剂的性能研究

本文对二甲醚（DME）用作汽车空调制冷剂的性能与现有汽车空调制冷剂R134a进行了对比。首先比较了二甲醚和R134a的基础热力性质，然后对二甲醚和R134a的汽车空调标准工况和变工况下制冷循环性能进行了详细的理论计算及分析。分析表明：二甲醚的制冷性能与R134a基本相似，而性能系数（COP）却优于R134a。因此，更具环保优势的二甲醚是一种理想的潜在的汽车空调制冷剂。     

复叠式空气源热泵热水器结霜工况下的机组运行参数研究

复叠式空气源热泵热水器可以在冬季低温(-25℃)下最高提供80℃热水,但是机组结霜问题对机组的效率和供热性能影响较大。通过研究复叠式热泵热水器的结霜规律以及结霜对机组性能的影响,为进一步研究并优化除霜控制方法提供依据。系统分为低温级循环和高温级循环,低温级循环为室外系统,高温级循环及蒸发冷凝器部分为室内系统,热泵循环低温级采用R410A作为循环工质,高温级采用R134a,热泵系统高温级冷凝温度为80℃,低温级的蒸发温度可达-40℃。通过在焓差实验室实验进行研究。测试复叠式热泵的结霜过程时间与结霜量,得到不同室外温湿度与结霜量之间的关系。结霜量通过测量低温级蒸发器进出口含湿量的方法获得,并分析结霜对于机组实际耗电量以及COP等性能参数的影响。     

带储液气液分离器的空气源热泵除霜系统研究

空气源热泵在冬季供热时室外蒸发器表面容易结霜,逆循环除霜作为最常用的一种除霜方法存在除霜带液和除霜时间长的问题.为提升逆循环除霜的空气源热泵系统性能,本文提出一种耦合储液气液分离器的空气源热泵除霜系统,该系统相比于传统的空气源热泵系统能够有效延缓结霜和缩短除霜时间.本文通过实验对比研究了6个工况下该系统和传统空气源热泵...     

液体冷媒融霜制冷系统融霜过程制冷温度变化规律的实验研究

液体冷媒融霜是一种新型的融霜方法。介绍了液体冷媒融霜实验装置,研究了在不同负荷不同库温下的融霜过程,从库温、融霜时间、制冷系统运行状态等方面分析了液体冷媒除霜系统对冷库的影响。实验结果表明:冷媒融霜可通过高压液体制冷剂与冰霜的热交换过程得到过冷来回收冰霜冷量。在被融霜蒸发器停止融霜后切换的瞬间,库温有较大幅度的上升。无负荷实验库温高于-5℃时,融霜过程库温依旧降低,说明液体冷媒方案可以用于制冷过程不能停止的速冻装置上。     

利用制冷剂过冷放热除霜的研究

提出利用制冷剂过冷所放出的热量来解决空气源热泵冬季结霜问题的方法,并给出实现该方法的系统构成。通过计算证明,制冷剂过冷放出的热量远大于除霜需要的热量。