变频双级增焓热泵技术在空气源热泵热水器上的应用

空气源热泵热水器具有节能环保的优点,是一种非常好的热水技术。但是由于压缩机可靠性和制热量衰减的原因,空气源热泵热水器在低温区域的应用受到限制。本文主要阐述了变频双级增焓热泵技术及其关键技术的应用效果。通过将双级压缩增焓和变频技术有机结合,提出一种适用于寒冷地区的变频双级增焓空气源热泵热水器系统。采用该系统的空气源热泵热水器,制热效率和制热量得到了提高,可靠性得到增强;在国标名义工况下性能系数(COP)达到5.0以上,并获得了-25℃环境温度下制取55℃热水的良好运行效果。该系统能够很好地解决空气源热泵热水器在低温地区的适用性问题。     

喷气增焓空气源热泵补气量对系统性能的影响

空气源热泵在较低的环境温度下会产生压比大、排气温度高、循环性能差等现象,喷气增焓EVI(enhanced vapor injection)技术可以改善空气源热泵在低温下的运行特性。本文首先建立了EVI空气源热泵的数值仿真模型,并搭建了实验台对仿真实验数据进行验证并在此模型的基础上对带EVI的空气源热泵系统的补气运行特性进行了数值模拟。结果表明:带EVI的空气源热泵系统存在最佳相对补气量,可使系统运行最优,当环境温度低于-6℃时,最佳补气量为8%～10%;当环境温度为-6～0℃时,最佳补气量为5%～8%;当环境温度高于0℃时,最佳补气量为4%～5%。在最佳补气量下,各个工况的相对补气压力在0.7～0.9之间。在最佳补气参数条件下,系统制热量最高提升33%,能效最高提升31%。     

合理选择双级制冷压缩的高低压容积比

通过对一起双级压缩制冷系统运行故障的处理，分析制冷系统中变工况特点对制冷系统的影响，提出根据变工况特性合理选择高低压容积比的重要性。     

强化补气技术应用于空气源热泵的研究进展

在研究空气源热泵产品的低温制热性能时,发现引入基于准二级压缩循环的强化补气(EVI)技术可使热泵应用于低温工况的性能得到明显改善。本文论述了准二级压缩循环的压缩模型和不同强化补气系统的工作原理,比较了强化补气系统与其它系统的差异。从数学模型、实验研究和创新优化三个方面分析了强化补气技术在低温空气源热泵领域的研究现状与进展。总结不同学者对强化补气系统在提高低温制热性能、降低压缩机排气温度等方面的研究结果和实际应用成果后得出,即使在-15℃的低温环境下,强化补气系统可使系统COP提高7.7%~25.0%,排气温度降低6.37~20.36℃。最后,对强化补气系统今后的研究方向进行了展望。     

单机双级滚动活塞式压缩机适宜容积比的探讨

为研究以R410A为工质的两级压缩制冷循环性能,模拟计算两级压缩制冷循环制冷系数随工况和高低压容积比的变化情况,以及不同工况下容积比与中间温度变化的关系。得出结论,在蒸发温度3~9℃,冷凝温度35~50℃范围内,相同蒸发温度和冷凝温度下,容积比越大对应的中间温度越低,当容积比ζ在3/4~4/5之间时,循环制冷系数更为接近最大制冷系数。本研究为合理选择两级压缩高低压容积比、确定最佳运行工况提供指导。     

可变内容积比螺杆式压缩机的性能分析

随着冷水机组、单元式空调机和水源热泵机组等产品的能效指标从名义工况EER或COP发展到IPLV或ICOP,机组的变容量或变工况性能主要取决于压缩机的变容量或变工况性能。固定内容积比的螺杆式压缩机如果在偏离设计工况下工作,效率下降,进而导致整个机组的性能下降。本文研究变内容积比螺杆式压缩机,内容积比可变化,使得压缩机内压比与外压比与工况相适应,可提升压缩机效率及机组性能。应用于冷水机组、水源热泵机组时,水源热泵机组在制冷工况时能效比可提高14.1%～35%,冷水机组的IPLV可提高7.2%左右。     

带中间补气的滚动转子式压缩系统制热性能的实验研究

将带中间补气的单缸滚动转子式压缩机应用于空气源热泵系统,以解决低温工况下出现的制热量不足、能效偏低等问题。利用焓差室测试比较带中间补气的单缸滚动转子式压缩系统(单缸系统)与双缸滚动转子式压缩系统(双缸系统)、单级压缩系统在不同制热工况下的系统性能。实验结果表明:在室外温度高于-15℃时,单缸系统与单级压缩系统相比,其制热量增加幅度均大于12%,并随着室外温度的降低增加幅度逐渐增大;单缸系统的制热量与COP均大于双缸系统,其提升幅度的平均值分别为2.29%、1.94%;在室外温度低于-15℃时,单级压缩系统因排气温度过高无法正常工作,双缸系统的制热量与COP均大于单缸系统,其提升幅度的平均值分别为4.5%、9.42%;验证了单缸系统更适用于室外温度高于-15℃的工况,双缸系统更适用于室外温度低于-15℃的工况。     

螺杆式双级压缩系统的分析与应用(上)

目前,国内关于双级压缩的理论与资料均针对于活塞式压缩机,而在螺杆式压缩机日益盛行的今天,迫切需要关于螺杆式双级压缩的经验与应用.本文从实际应用出发,介绍了螺杆式双级压缩系统的特点、计算、分析和应用,最后还介绍、分析了螺杆式单机双级压缩机的特点.     

低环境温度空气源多联式热泵（空调）机组制热性能的评价方法

介绍GB/T 25857—2010《低环境温度空气源多联式热泵（空调）机组》中关于制热综合性能系数（IPLV（H））算法的制定思路,并给出其＂部分负荷系数曲线＂的构建方法,供GB/T 25857—2010使用者参考。     

三重回路空气源热泵热回收系统的热力性能分析

为了提高大温差工况下空气源热泵系统的性能,本文提出一种三重回路空气源热泵系统的方案,并以回收建筑空调排风能量为基础,搭建了三重回路系统性能测试平台,实验测试了单回路与三重回路热泵系统在冬、夏季不同室外温度工况下的性能。结果表明:无论冬、夏季工况,三重回路系统在各工况下的整体性能均明显高于单回路系统,且随室内外温差的增大,三重回路系统可明显改善传统空气源热泵存在的压比过大、系统性能急剧降低等问题。冬季工况下,三重回路系统COP增长率可达1.88,室内外温差为40℃时,三重回路比单回路COP提高54.8%;夏季工况下,三重回路COP增长率可达89.8%,室内外温差为13℃时,三重回路比单回路COP提高74.6%。     

空气源热泵与建筑耦合的变工况分析及优化

由于目前设计人员对于空气源热泵性能的了解仅限于额定工况的制热量和COP,导致机组在夏热冬冷地区冬季工况的制热效果可能无法满足实际需求。本文建立热泵机组变工况产能输出、能效比模型及建筑冬夏季动态负荷需求模型,并将热泵产能输出和建筑负荷需求基于室内外温度和室外含湿量参数进行耦合,综合分析了室内外温度和室外含湿量等因素对热泵性能的影响,提出了空气源热泵选型的三个指标,即产能输出满足建筑负荷需求的稳定运行工况区间、最不利工况点的机组出力和能效比。该方法能够有效预测热泵选型实际性能和满足建筑负荷需求的程度,并优化风冷热泵选型方法和评价标准。     

采用定速压缩机的低环境温度空气源热泵(冷水)机组季节能效评价分析及试验研究

产品标准GB/T 25127.1—2020《低环境温度空气源热泵(冷水)机组第1部分:工业或商业用及类似用途的热泵(冷水)机组》于2021年4月1日实施,对该类产品的性能评价方法由综合部分负荷性能系数(IPLV)转变为季节能效(HSPF及SEER)评价。如何适应新版标准的评价方法,本文从季节能效评价的基本思路进行理论分析,对季节能效试验的主要优化方向进行研究,并通过试验进行验证。结果表明,改进后的测试策略使机组HSPF及SEER分别提升4.9%和3.3%。