寒冷地区强劲制热空调技术实验研究

本文针对热泵空调在寒冷地区制热效果不佳的情况,设计了一款在低温环境下具有超强制热能力的热泵空调系统;通过实验验证,在相同工况下,制热能力较原系统提升了40%~50%,出风口温度较原系统提升了40%~60%;并且结合不停机化霜技术,解决了用户使用过程中忽冷忽热的感受,大大提高了热泵空调系统在低温环境下使用的舒适性。     

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%。     

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。     

热泵空调器持续制热除霜技术试验研究

现有热泵空调器在制热除霜过程中,不仅不向室内房间提供热量,还会吸收房间的热量用于除霜,降低热泵空调器制热舒适性。基于此痛点问题,本文提出一种可实现持续制热的除霜技术,从原理上分析了方案的可行性;并对该方案开展试验研究。试验结果表明,采用这种除霜技术的空调器能在保证化霜效果的前提下,有效提高制热舒适性。     

闪蒸器补气热泵系统的试验研究

针对一种适于环境温度较低情况下使用的闪蒸器补气热泵空调系统进行了试验研究,该系统在低温工况下,经闪蒸器闪发的气体通过辅助进气口向压缩机工作室喷射制冷剂,以此改善热泵系统内部压缩过程来提高热泵的低温制热性能。试验结果表明,在-10℃-15℃的低温环境中,该系统仍然具有较高的制热能力和供暖温度,能够满足寒冷地区冬季的采暖要求。且该系统的制冷性能基本不受影响。     

电动汽车热泵系统低温工况的制热性能 实验研究

为研究低温时电动汽车热泵空调系统的制热性能,本文通过搭建空气源热泵空调系统实验台,实验研究了电动汽车热泵空调系统在环境温度为-10~0℃的低温工况下的制热性能,分析了压缩机转速(2000~5000 r/min)、HVAC总成进风量(300~400 m^3/h)和环境温度对该热泵系统性能的影响,最后通过推导公式,估算电动汽车在使用空调系统后的续航里程。实验结果表明:随着压缩机转速的增加,压缩机排气温度、排气压力和系统制热量均增加,而COP下降;当保持压缩机转速和环境温度不变时,HVAC总成进风量从300 m^3/h增至400 m^3/h,制热量增加约13.3%~26.0%,COP增加约0.03~0.80;在其他条件不变时,当环境温度从-10℃升至0℃,热泵空调系统的制热量增加约60.9%~71.0%,COP增加约0.51~0.63;通过公式进行计算,当环境温度为-10~0℃时,在达到相同制热量条件下,热泵空调系统可在PTC加热器的基础上使续航里程提高13.5%~20.8%。     

电动客车用余热回收型热泵的换热器优化及性能实验研究

本文针对热泵空调系统在冬季低温工况下制热能力衰减问题,通过换热器设计优化,研发出基于喷射补气的余热回收型热泵空调系统,并进行了性能实验研究.结果表明:研制的准二级压缩电动客车热泵空调系统在低温条件下具有较好的制热性能.在环境温度为-20℃,车内温度为20℃,余热量为1.8 kW的制热工况下,相比于无余热回收工况,系统制...     

风冷热泵冷热水机组空气侧换热器交叉除霜研究

采用四通换向阀换向逆循环除霜,风冷热泵机组系统压力波动剧烈而产生比较大的机械冲击,频繁启动压缩机,影响室内的舒适性与压缩机的寿命,针对逆循环除霜的缺陷,提出了交叉除霜循环的原理和过程.交叉除霜对需要除霜的一组空气侧换热器通过切换对应的四通换向阀进行空气侧换热器分组除霜,在制冷量为359kW的风冷螺杆热泵冷热水机组上进行了空气侧换热器交叉除霜的实验研究.测试结果表明:机组的排气温度在合理的温度范围内,吸气压力略有升高,不易产生低压保护,空调房间可以送出热风.交叉除霜制热时间延长,提高了机组运行的经济性,除霜时间缩短,提高了机组综合能效比,可以应用于多组空气侧换热器的风冷热泵机组的除霜设计.     

变频空气源热泵结霜工况下运行特性试验研究

为了分析变频房间空调器在结霜工况下由于动态调节而表现出的运行特性,试验研究压缩机频率和室内机风机转速动态调节对其性能和房间温度变化的影响。结果表明:频率降低幅度影响室外机除霜程度,降幅越大,除霜效果越好,且制热时长提升越多,调节期间的最低送风温度越低;随着室内机风机转速下降,制热时长提升越多,调节期间的送风温度有所上升;在结霜工况下的动态调节可使房间温度的波动(最大1.7℃)低于常规除霜(最大5.2℃),且总的制热时长有所提升。本文研究成果可以为变频空气源热泵在结霜工况下的运行策略提供参考。     

基于中间补气压缩机的地暖系统制热性能实验研究

本文将中间补气涡旋式压缩机应用于地暖制热系统,以解决地暖制热系统在低温环境下制热性能不佳、机组运行不稳定等问题,并建立补气地暖样机实验系统,研究了在不同运行工况下中间补气地暖系统的压缩机排气温度、制热量、功耗及制热COP等参数,分析了中间补气地暖系统制热性能与常规热泵制热性能之间的关系。实验结果表明:当环境温度处于-20~7℃之间时,带中间补气系统的地暖机组的制热量相比于普通热泵平均提升约26.2%,制热COP平均提升约为8.7%,功耗仅平均增加约16%;当室外环境温度为-20℃时,压缩机排气温度降低了12℃。可见采用中间补气技术的地暖系统在低能耗的条件下更能满足低环境温度的需求。     

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。     

空气源热泵机组冬季除霜热量补偿新方法

空气源热泵机组在冬季运行时,由于机组需要不断除霜,将导致机组供热能力不足、室内吹冷风、房间热舒适性下降等问题出现。为此,提出了一种利用相变蓄热技术解决空气源热泵机组冬季除霜问题的新途径。其基本原理是,将笔者研制的填充了DX40相变材料板的新型蓄热装置与空气源热泵机组相连接,当热泵机组在制热工况运行时,热泵机组向空调系统供热的同时也向相变蓄热装置蓄热;当热泵机组转换至除霜工况运行时,相变蓄热装置向空调房间放热,在提高房间热舒适性的同时,缩短热泵机组除霜时间,提高机组工作效率。试验结果表明,该相变蓄热装置应用于空气源热泵机组冬季除霜性能的优良性。     

制冷剂流量控制法在风冷热泵除霜中的应用

根据热泵空调系统中制冷工况和制热工况时制冷剂流量的差别,采用制冷剂流量控制法对热泵空调系统中的制冷剂流量进行控制,并将制冷剂流量控制法与热气旁通法除霜相结合应用于热泵除霜过程中。结果表明,在控制制冷剂流量的热泵空调系统中,系统正常运行时,该循环系统能抑制或减缓室外换热器表面的结霜;当室外换热器表面结霜时,则可加速除霜,缩短除霜时间。     

纯电动汽车两种热泵空调系统的实验研究

为解决纯电动汽车采暖时采用电加热方式导致能源利用率低,降低纯电动车的续航里程这一问题,本文设计了分别采用四通阀和阀组的热泵空调系统并搭建了实验台,通过实验测试了系统的制冷量、制热量及耐振动性能。结果表明:采用四通阀的热泵空调系统与采用阀组的热泵空调系统在名义工况下制冷量和制热量约为2 kW,两套系统制冷模式时的出风温度皆为15.3℃,制热模式时的出风温度分别为41.3℃和38.2℃;两种热泵空调系统在低温工况下制热量均降至800 W左右;采用四通阀的热泵空调系统在振动状态下易出现窜气导致系统工作不稳定,损坏压缩机;采用阀组的热泵空调系统在振动状态下运行稳定。     

低温空气源热泵（冷水）机组名义工况的确定研究

对低环境温度空气源热泵(冷水)机组(简称低温热泵)标准中的名义制热工况确定问题进行了研究.通过对我国寒冷地区典型城市供热季节的室外干球温度及其对应湿球温度的分布进行统计分析,确定出低温热泵空气侧的名义制热工况条件为-12℃/-13.5℃;通过对典型房间分别采用风机盘管和辐射地板进行供热时,保证室内舒适性要求的空调末端出水温度的研究,给出了水侧的名义制热工况为回水温度38℃.上述结论可为商用和户用低环境温度空气源热泵(冷水)机组的标准制定提供参考.     

喷气增焓技术对房间空调器低温制热性能的影响研究

本文分析了准二级压缩的基本原理,以试验探究的方式对家用房间空调器采用喷气增焓技术进行了探研。通过对采用喷气增焓技术后的空调热泵系统的出风温度、低温制热能力、制冷模式下EER数值影响进行分析,得出了喷气增焓技术能有效改善低温制热能力的试验结论。     

空气源热泵双回路旁通除霜控制策略的试验研究

为了改善空气源热泵除霜工况下的制热性能,对双回路旁通除霜技术及其控制策略进行试验研究。在室外空气温度1℃,-5℃,-10℃及100%相对湿度条件下,对采用双回路旁通除霜技术的一台2 hp家用分体式空调器进行测试,并与采用四通阀换向除霜方式下的除霜/制热性能进行对比。结果表明,整个结霜除霜周期能够保持良好的制热性能和除霜性能,在3种工况下的最低送风温度分别为37. 9℃,34. 8℃和34. 6℃,均不低于正常制热的送风温度,采用双回路旁通除霜技术可以在除霜过程中保持室内机连续供热运行。     

风冷螺杆热泵机组的除霜控制设定参数优化的试验研究

试验研究了除霜进入条件和除霜退出条什两个除霜控制设定参数对风冷热泵机组的冬季除霜的影响,基于多次连续的除霜循环和制热循环的测试数据,揭示了不同的除霜控制设定参数值下,机组在除霜循环运行和制热循环运行时,翅片温度、出水温度、吸气过热度和过冷度等运行参数以及制热量的变化特点和变化规律,为除霜控制逻辑中优化除霜控制设定值,提高机组平均制热能力和运行效率,提高制热运行可靠性提供了极其重要的数据参考.     

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。     

纯电动汽车超低温热泵型空调系统性能试验研究

为解决超低温工况下,纯电动汽车普通热泵空调系统压缩机排气温度过高、制热性能衰减严重,导致系统无法正常供热的突出问题,本文结合现有的低温热泵循环技术和汽车空调系统特点,提出了一种混气型纯电动汽车热泵空调系统,并设计搭建了混气型纯电动汽车热泵空调系统试验台,通过实验对其系统性能进行深入研究。试验结果表明:车外环境温度为10℃时的工况下,该系统制热量较电动汽车普通热泵空调系统制热量提升20%左右;车外环境温度为-20℃时的超低温工况下,压缩机排气温度可控制在60℃以下,系统EER在1.5左右。