水源热泵机组变工况性能的实验研究

由于吸热源(或放热源)的温度及水流量不同,水源热泵机组运行工况往往远远偏离名义工况,因此机组实际性能与名义工况相差较大。但厂家给定的数据往往只有名义工况的性能参数,缺乏变工况性能的参数。本文通过实验研究给出了水源热泵机组在蒸发器侧变水量、冷凝器侧变水量、部分负荷以及冷冻水出口温度变化四种工况下机组性能测试数据,并对结果进行了分析。结果表明,冷却水流量的变化对机组性能的影响远大于冷冻水流量的变化。     

CO2空气源热泵热水器的实验研究

为了研究跨临界CO2热泵系统外界因素对系统性能的影响规律,在自行搭建的实验台上通过改变冷却水体积流量、冷却水进口温度和环境温度研究系统性能变化,分析CO2质量流量、压比、制热量和制热系数(COPh)等系统参数的变化趋势,研究压缩机绝热效率和换热器热交换完善度对制热系数的影响.在测试工况范围内,实验结果表明:当冷却水体积流量增加或冷却水进口温度降低时,CO2质量流量、压比和压缩机功率减少,制热量和制热系数增加;当环境温度升高时,CO2质量流量和制热量增加,压比和压缩机功率基本不变,制热系数增加;压缩机绝热效率与气体冷却器的热交换完善度成为制约制热系数提高的2个重要因素.     

水源热泵机组变工况性能的实验研究

由于吸热源（或放热源）的温度及水流量不同,水源热泵机组运行工况往往远远偏离名义工况,因此机组实际性能与名义工况相差较大。但厂家给定的数据往往只有名义工况的性能参数,缺乏变工况性能的参数。本文通过实验研究给出了水源热泵机组在蒸发器侧变水量、冷凝器侧变水量、部分负荷以及冷冻水出口温度变化四种工况下机组性能测试数据,并对结果进行了分析。结果表明,冷却水流量的变化对机组性能的影响远大于冷冻水流量的变化。     

某药厂污水源热泵系统的模拟与分析

工业污水是一个优良的引人注目的低温余热源,在整个采暖期,水温波动不大,是水/水热泵或水/空气热泵的理想低温热源.采用污水热泵系统,可将工业污水作为提取和储存能量的基本源体,通过水源热泵来实现对建筑物冬季供热和夏季制冷.以哈尔滨某药厂的污水排放情况为例,采用计算机模拟,得到采暖季不同运行条件下,机组的主要特性(制热量Qc、输入功率N、制热性能系数COP)随各种条件变化的规律,显示出良好的节能性和经济性.     

转轮与中高温热泵耦合空调系统可行性研究

目的提出除湿转轮与中高温热泵耦合的运行方式,利用热泵来完全满足制冷和再生负荷要求.方法搭建热泵子系统实验台,利用加热装置直接模拟转轮出口空气和不同温度的室外空气参数,对热泵与转轮的匹配性能进行实验研究.结果在不考虑湿负荷的情况下,标准工况（35.74℃）时,热泵蒸发器的出口空气温度为20℃,冷凝器出口空气温度为64.95℃,热泵性能系数略高于2.6;随室外空气温度的升高,蒸发器出口风温升高,当室外空气温度高达近40℃时,蒸发器的出口空气温度仅高于送风温度约1℃;热泵子系统的性能系数随室外空气温度的升高而降低.结论不同室外温度下,中高温热泵基本都能满足送风温度及再生负荷要求,而且随室外空气温度升高,冷凝器出口风温升高与要求的再生温度升高相匹配,所以转轮与中高温热泵耦合的空调系统是可行性的.     

太阳能—土壤源复合式热泵制热特性实验研究

针对太阳能热泵和地源热泵应用中的问题,设计了以壳-套管三介质复合换热器为核心部件的太阳能-土壤源复合式热泵系统,并进行了冬季制热性能的实验研究。结果表明,在热源侧总循环水流量不变的条件下,与单一土壤源热泵相比,太阳能-土壤源复合式热泵系统制热量提高了16.5%,COP提高了17%。     

直接式污水源热泵蒸发器、冷凝器污垢生长测试研究

直接式污水源热泵是用污水作冷热源直接进入热泵机组蒸发器、冷凝器进行换热的系统形式,相对于使用中间换热器的间接式污水源热泵来说,减少了换热损失,但其污垢的生长严重影响了机组的性能.以西安某污水处理厂直接式污水源热泵为研究对象,该系统以城镇二级出水为冷热源,在机组换热器清理维护后对其进行了供暖、供冷两个工况的连续测试.结果表明由于流动形式和温度条件的不同,蒸发器和冷凝器内污垢的生长规律有所不同,作者测试计算得到了二者传热系数随着污垢生长的衰减特性,拟合出了污垢的生长预测模型,可为污水源热泵系统的设计和应用提供参考.     

污水源热泵制热模型及外在参数影响

分别建立了污水源热泵四大部件（蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀）模型,并进行耦合。采用MATLAB软件进行编程模拟,分别计算了污垢热阻、污水流量、污水进口温度变化对热泵冬季制热性能的影响。结果显示：当污垢热阻在0~1（m²·K）/kW范围内变化,系统制热量由353 kW降低到301 kW,降低了14.8%;当污水入口温度由8 ℃升高到20 ℃时,系统制热量由320 kW升高到423 kW,升高了32.1%;当污水流量由10 kg/s升到20 kg/s时,系统制热量由339 kW增加到364 kW等。过程中热泵COP在3.6~4.8范围内变化,说明污水源热泵具有较好的热性能。     

室内供暖系统调节对集中供热管网的影响

目的 研究用户供暖系统水力工况变化对集中供热管网影响,找出用户系统调节供热量对热网水力和热力的影响规律.方法 将用户与热网连接形式分为直接连接和间接连接两类,依据供热调节基本原理,建立供暖用户自主用热调节供热量后对热网影响的数学表达式,利用Excel软件拟合函数.结果 当用户直接连接时,热网的热力和水力工况的变化规律与用户相同,此时热网的流量处于变化中;当用户间接连接时,用户系统的流量逐渐调小时,热网回水温度逐渐升高,供回水温差逐渐减小,供热量逐渐减小,但热网的流量不受影响.结论 不论供暖用户与热网采用何种连接形式,用户供暖系统水力工况变化对供热管网都将产生影响,用户直接连接时,热源应采用变速泵,以适应由于用户调节流量而造成的变流量系统;用户间接连接时,热网流量不变,热源可以采用恒速泵.     

严寒区域中深层地热井套管换热影响因素分析

中深层同轴套管换热技术通过套管内部流体循环达到提取地下深层地热能的目的.由于换热器出口温度高,是严寒地区建筑物冬季采暖热源的良好选择.通过对同轴套管与源侧岩土体传热过程的分析,基于标准κ-ε模型,采用Simple压力速度求解方法,建立流热固耦合二维非稳态数值传热模型.研究结果表明,由于中国长春冬季寒冷,热泵运行期间,浅部地层温度低于换热器进口流体温度,地面向下3.9 m范围岩土体呈热源漏斗,随着地层深度增加,逐渐转变为热汇漏斗.热泵运行第1周,换热器出口温度及换热量迅速降低,运行1个月后趋于平稳,整个供暖周期内,地埋管出口温度单位时间下降幅度越来越小,出口温度与时间之间的关系呈幂函数形式递减趋势.随着固井水泥导热系数增加,换热量增加,当固井水泥导热系数大于岩土体后趋于稳定.内管导热系数增大,热短路现象严重,换热器出口温度及换热量降低.在热泵机组24 h开启和停止时间之比(启停比)分别为16 h∶8 h、12 h∶12 h和8 h∶16 h时,换热器出口温度和换热量呈不规则变化,但整体呈逐渐降低趋势.热泵停止运行时间越长,源侧岩土体温度恢复越佳,再次开启时出口温度和换热量越大.通过数值模...     

溴化锂吸收式热泵热力循环过程的理论分析

针对溴化锂吸收式热泵系统,研究了在热力循环过程中影响其性能的相关参数,这些参数包括驱动热源压力、冷却水进出口温度以及冷媒水温度。运用控制变量法,从理论上模拟计算了不同运行参数下溴化锂吸收式热泵系统的COP。研究表明,当上述4个运行参数发生改变时,系统COP也随之发生变化。计算结果显示,随着驱动热源压力和冷媒水温度的升高,系统COP也随之升高;当冷却水进出口温度升高时,系统COP反而下降。     

小型污水源热泵系统运行实验研究

介绍了小型污水源热泵系统实验装置在冬季供暖运行和夏季制冷运行实验情况,测试了运行工作时实验系统的COP、污水温度变化情况、室内外温度变化情况和冷凝器和蒸发器进出口温度变化情况以及其他各种参数。实验结果表明,该小型污水源热泵系统具有较高的COP和良好的使用性能,节能效果十分显著。     

不同入口流速下生物质锅炉尾部烟气凝结的数值研究

生物质燃料燃烧后所产生的烟气中含有大量的水蒸气, 在锅炉尾部添加冷凝换热器回收冷凝热可以有效提高系统热效率。选用的生物质燃料烟气中水蒸气的体积分数为27.9%, 基于Mixture模型并选用Lee模型作为冷凝传质模型对尾部烟气凝结的传热传质特性进行了数值模拟研究。假设流动为稳态, 湍流模型采用标准k－ε模型, 求解选用Simple算法, 研究了烟气侧不同入口流速下(1~4 m/s)温度场、流场及液态水体积分数的变化规律, 对翅片管换热器的表面传热系数及换热量进行了对比分析。计算结果表明, 随着入口流速的增加, 烟气出口温度逐渐升高, 壁面凝结速率不断增大, 而冷凝水量逐渐减少, 同时翅片管换热器的表面传热系数及换热量逐渐增加。     

声空化污水换热器的防除垢与强化换热实验

为解决污水源热泵系统中污水换热器结垢导致的热阻增大、传热效果恶化问题,将声空化技术引入污水换热器中.搭建声空化污水换热器的防除垢与强化换热动态实验台,研究防除垢与强化换热的数学模型,对不同影响参数下污水换热器换热管的污垢增长特性和防除垢规律以及强化换热效果开展实验研究.结果表明:换热管结垢量、结垢率、积垢速率及污垢厚度均随污水流速的降低而增大,最大结垢量为106 g,结垢厚度0.54 mm,积垢速率为12.6 kg/(m~2獉h);除垢率随流速及声空化作用时间的增大而增大,但非一直增大,最大除垢率达85.7%;污水黏度对各项指标影响巨大且流速越小影响越大;换热管的传热系数及其提高百分比均随声空化作用时间、污水温度以及污垢含水率的增加而增大,最大提高百分比达53.4%.故声空化污水换热器防除垢与强化换热具有一定的可行性和高效性,对节能减排具有重要意义.     

长江水源热泵开式与闭式实验对比分析

长江水资源丰富,可作为水源热泵系统的低位冷热源。针对长江水源特点进行了开式系统与闭式系统的对比实验,获得了两者的机组性能系数、系统整体性能系数、闭式系统中换热器内水温变化规律以及有效换热管段等参数。分析了对比实验数据,得出本实验中开式、闭式系统热泵机组性能系数分别为3．08和3．77,整体性能系数分别为2．38和2．80。最后对开式和闭式长江水源热泵的应用作了对比分析,指出了应用长江水作低位冷热源必须注意的问题。     

管壳式换热器壳程特性的数值模拟研究

利用FLUENT软件对一管壳式换热器壳程流场进行了三维数值模拟,分析研究了折流板数目、进口流速和折流板缺口高度对换热器壳程压降、出口温度的影响,结果显示,随着折流板数目增加,壳程压降和出口温度逐渐增大：随着进口流速增大,壳程压降逐渐增大且趋势加快,而出口平均温度下降,但是温度下降不大;随着折流板缺口高度增大,壳程压降和出口平均温度逐渐减小,但是压降减小逐渐趋于缓和：相同的压降条件下,通过改变折流板数目提高出口温度比改变进口流速和折流板缺口高度更有效。     

原生污水源热泵对污水生化处理的影响

为了有效利用原生污水源热泵采暖空调,需要明确对污水生化处理的影响.论述了对污水采用加热处理工艺的正确性,调查了原生污水的水温情况和污水温度降低后污水处理厂的电耗增加情况,分析了水温与水处理效果的关系和热泵系统的取热降温幅度,以实例形式测算了污水处理厂增加的电耗等情况,提出了一些解决途径.研究表明：污水温度过低时采用投放...     

半淹没式旋转孔板污水取水机水力特性数学模型及运行分析

针对污水源热泵系统中过滤除污装置流量稳定性差、不易调节并影响换热器效率的问题,介绍了新型半淹没式旋转孔板污水取水机,研究了其工作原理,通过建立数学模型分析了污水中污杂物浓度、污水的液面高度、孔板的旋转周期对其过流量、过滤负荷、滤面堵塞系数的影响.结果表明：污水液面高度、孔板旋转周期一定的条件下,污水浓度增加将导致孔板过流量减小,滤面堵塞系数增加;通过调整液面高度和孔板旋转周期可调节由于污水中污杂物浓度变化对孔板过流量的影响,且孔板旋转周期调节效果优于液面高度.