空气源热泵热水器试验台的设计

由于空气源热泵热水器的热容量随地域性和季节性变化较大,冷媒的质量流量调节范围较大,系统运行特性较为复杂,优化系统性能显得尤为重要。通过空气源热泵热水器试验台的搭建,可以对蒸发器风冷效率,压缩机压缩特性,电子膨胀阀开度等进行独立的研究,进而根据不同工况优化设置系统参数,提高系统制热COP。     

Heating performance characteristics of stack coolant source heat pump using R744 for fuel cell electric vehicles

The objective of this study is to investigate the performance characteristics of a stack coolant source heat pump using R744 with a stack coolant heat source for fuel cell electric vehicles under cold weather conditions. Electric heaters are currently used in fuel cell electric vehicles, and the high levels of energy consumption involved lead to lower fuel efficiency and a reduction in the vehicle??s driving range. In order to improve the efficiency of the fuel cell electric vehicles in this study, a heat pump using R744 as a refrigerant and making use of wasted heat from the stacks is developed to cover the heating capacity. This heat pump is tested and performance optimized for stack coolant heat recovery under the compressor speeds, air temperatures, and flow rates of the interior heat exchanger, as well as the coolant flow rates of the CO₂-coolant heat exchanger. In addition, the heating capacity of the tested system was sufficiently attained over 5.0 kW at the coolant flow rate of 5.0 l/min under extremely cold weather conditions of ?20°C.     

毛细管长度对热泵热水器系统动态性能的影响

对使用4种不同长度毛细管的空气源热泵热水器系统的动态性能进行了试验研究,分析了毛细管长度对压缩机排气温度、系统耗功率、蒸发压力、冷凝压力、制热量及系统性能系数(COP)等的影响.试验结果表明,在加热初始阶段,采用短毛细管的热泵热水器系统性能优于使用长毛细管的系统性能,而在加热后期则恰好相反.为了提高加热周期内热泵系统的平均性能系数,在加热过程中分别切换使用长度为150mm、250mm和350mm的3种毛细管,其动态性能试验表明,可大大提高热泵热水器系统的性能,其平均COP约为4.6.在整个加热阶段,压缩机的排气温度未超过90℃,保证了压缩机在一个安全稳定的条件下运行.     

一种宽工况空气源热泵性能的实验研究

分析了喷气增焓系统、改进的翅片管以及喷液旁通对空气源热泵热工性能的影响,并进行额定制冷、制热、融霜以及低温制热的实验研究。实验结果表明:喷液增焓能够改善低温制热时的热工性能,制热量能够提高5%~15%;翅片管的改进能够延长结霜时间,缩短融霜时间;制冷时的喷液能够有效降低压缩机吸排气温度,对制冷量和功率的影响极小。3种技术的使用,改善了机组在恶劣工况下的热工性能。     

循环加热污水源热泵热水器运行性能的试验研究

针对目前能源紧缺及热泵热水器的发展现状,搭建了循环加热污水源热泵热水器实验台,维持蒸发侧污水源进水温度、冷凝侧和蒸发侧水流量恒定,测量记录保温水箱水温从15℃升高到55℃过程中的加热区间能耗、进出水温差、压缩机吸排气压力、电功率等参数。数据分析得出,系统平均能效比达到3.73,具有较好的节能性。     

直热式空气源CO2热泵热水器系统运行特性试验研究

设计了一种直热式空气源CO₂热泵热水器系统,利用试验研究的方法研究了环境温度、气冷器冷却水入水温度及流量对系统性能的影响。试验结果表明:设计的空气源CO₂热泵热水器系统,其系统能效系数(COP_h)基本达到了国家标准;环境温度、气冷器冷却水入水温度以及流量对系统COP_h、系统制热量以及气冷器出水温度的影响显著。通过调节热泵热水器系统低温热源温度、气冷器冷却水入水温度及流量,可改善系统COP_h,提高系统制热量以及气冷器出水温度。     

变频空气源热泵技术

以变频热泵空调器、热泵型VRF空调系统以及我们提出的双级压缩变频空气源热泵系统、供冷／供热／供生活热水变频空气源热泵系统为研究对象,分析变频技术引入空气源热泵系统带来的功能拓展和性能提升。     

双级压缩空气源热泵中压缩机的稳态仿真研究

提出了两级压缩空气源热泵热水器系统的高低压级压缩机的稳态模型，所研究的热水器可切换为单双级两种工作模式；并对两种模式的性能参数进行了仿真，给出了两种模式的仿真结果，仿真值与实验值的误差都在允许误差范围内，表明所建立的单双级压缩机稳态模型比较合理，对研究两级压缩空气源热泵热水器系统有很大帮助。     

微型电动汽车热泵空调系统设计与试验研究

为了提高某微型电动汽车有效续航里程,对其原有空调系统及换热器进行了改进设计与研究,新热泵空调系统采用4个电磁阀对其冷暖模式进行切换,通过焓差室对换热器和系统的性能进行了测试.首先比较了两种不同流程布置室外微通道换热器的换热能力;进而分别将原空调系统换热器和所设计换热器应用于该热泵空调系统,试验研究了压缩机转速和环境温度...     

VRV空调系统压缩机-冷凝器联合调节特性与控制策略研究

通过对影响VRV空调系统压缩机-冷凝器模块换热量的压缩机频率、室外空气温度、冷凝温度、冷凝器风量的模拟分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了压缩机频率控制制冷剂流量，室外机风量控过冷度的新的控制原理和方法。     

余热驱动多功能热管型吸附制冰机组的性能

介绍一种以氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对的多功能热管型吸附式制冰机组,该机组利用低品位余热作为驱动热源进行制冰。为了强化机组换热及防止余热腐蚀现象,采用热管技术完成吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程,吸附床加热解吸时,形成以余热发生装置为热管蒸发段、以吸附床为热管冷凝段的热管型加热回路;两吸附床间回热时形成以高温解吸床为热管蒸发段、以低温吸附床为热管冷凝段的热管型回热回路;吸附床冷却吸附时,形成以吸附床为热管蒸发段、以冷却器为热管冷凝段的热管型冷却回路。在此基础上采用新回质回热循环方式对机组性能进行了研究。试验结果表明：新回质回热方式与传统回质回热方式相比,可大幅度增加机组制冷量,单位质量吸附剂制冷功率,(Specific cooling power,SCP)和性能系数(Coefficient of performance,COP)增大幅度均在17 %以上;相对基本循环,传统回质回热方式可使机组COP提高43.8 %,新回质回热方式可使机组COP提高幅度高达68.7 %。可见采用新回质回热方式更有利于提高吸附制冰机组的工作性能。     

电驱动和燃气驱动空气源热泵运行设备的分析

对燃气驱动以及电驱动空气源热泵的制热过程进行了分析,得出各个运行设备的损、效率以及热力完善度。研究结果表明:空气源热泵的四大部件:蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀的损分别为0.372、2.722、1.219、0.322。燃气空气源热泵与电驱动空气源热泵均等效为一次能源时,系统的效率分别为22.52%、17.4%,可以看出燃气空气源热泵效率较电驱动空气源热泵高,燃气机热泵更经济节能。     

结霜工况下热泵空调器性能的理论与实验研究

对热泵空调器在结霜工况下的运行性能进行了理论和实验研究。计算结果表明,热泵在结霜开始时,有助于增大管壁和空气之间的换热系数;当霜层达到一定厚度时热泵的制热能力、性能系数等迅速下降。模型的计算结果和实验结果吻合较好。     

双并联冷凝器水冷热泵系统模拟与试验研究

运用EES编程建立了水冷热泵系统的数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,主要分析了室内环境温度、冷却水进口温度和流量对系统制热量性能系数和能效比的影响。模拟结果表明:室内环境温度对系统性能系数和能效比影响很大,随着温度的升高制热系数降低;在一定范围内随着进水温度和流量的升高,系统性能系数和能效比急剧增大,但随后趋于平缓,存在最佳流量。通过模拟研究了运行参数对性能的影响,为实际的开发设计和验证提供了依据。根据理论设计,搭建试验样机,利用空调焓差室对该机组进行试验研究,对试验样机在名义工况下的制冷、制热性能进行了测试,水侧和制冷剂侧热平衡偏差在5%以内,进一步验证了测试的准确性。测试结果表明,制冷工况时的性能系数和能效比均低于制热时的,采用双并联冷凝器设计,对于较大制冷量和制热量热泵系统具有明显优势。     

变径毛细管代替毛细管组件在冷暖空调器上的应用研究

变径毛细管在正向流动和反向流动时其制冷剂流量特性不同,因而可以作为节流元件代替现有冷暖空调器中使用的毛细管组件。为实现这一目的,利用制冷剂流量试验台,先测定原毛细管组件制冷、制热时的制冷剂流量特性,然后通过调整变径毛细管规格尺寸,使变径毛细管制冷、制热时的流量特性与原毛细管组件基本一致,再安装在空调器整机上进行整机性能对比试验。试验表明,在标准工况下,新空调器与原空调器相比,其制冷量减少0.5%,制冷能效比增加0.3%,制热量减少1.1%,制热性能系数增加1.4%。因此可以得出,变径毛细管经过精确匹配,完全可以作为节流元件代替现有冷暖空调器中使用的毛细管组件。     

电动车用空调装置的研究

介绍了研制的热泵电动车空调系统，分析了转速对该空调系统制冷量、输入功率等性能及COP的影响。与目前使用的燃油汽车空调系统相比，是电动车空调系统的低速性能差，但它却具有较好的高速性能。     

R417A喷气增焓热泵热水器低温环境下的变流量特性分析

主要研究了R417A在喷气增焓空气源热泵系统中的替代应用,重点分析了低温环境下R417A替代R22的可行性。在对带闪蒸器的涡旋式压缩机喷气增焓热泵系统的热力学分析基础上,通过试验测试确定了R22和R417A 2种制冷剂在系统中的最佳充注量,随后在热水器一次加热循环条件下改变电子膨胀阀的开度以实现对循环补气量和系统流量的调节,分析了R22和R417A 2种系统在标准工况(20、15℃)、冬季工况(7℃、6℃)及低温工况(-7℃、-8℃)下的制热量、COP、吸排气压力及补气压力等试验数据,得出结论:喷气增焓空气源热泵系统处于最佳状态时,Pm≈(PePc)1/2;环境温度越低,R417A替代R22的优势越明显,即R417A更适合在低温环境下替代R22。     

Performance evaluation of a water-to-water heat pump with a floor panel heating system

The performance of heat pump is severely degraded as the temperature of the heat source is decreased. For air source heat pumps, this results in a serious mismatch of heat pump output and space heating demand. Although the outdoor temperature is below 0°C, the use of a water-to-water heat pump with a floor panel heating system can operate for extended periods of time without frost-defrost cycling and therefore at a high seasonal efficiency. This paper focuses on the performance of a water-to-water heat pump that uses well water as a heat source and a floor panel heating system as a sink.     

Performance analysis of air source heat pump system for office building

In this study, the performance of an air source heat pump system installed in a commercial building is analyzed using the developed heat pump performance model and building load simulation data of several regions in Korea. The performance test of an air source heat pump system with a variable speed compressor is tested to develop model that considers changes in the performance characteristics of the heat pump system under various operating conditions. The heat pump system is installed in an environmental chamber, and the experimental equipment is set up according to the manufacturer’s specifications as well as the AHRI 1230 test specifications. The performance test conditions of the heat pump system are selected using a central composite design method, in which 29 points for each cooling and heating mode are selected. The developed performance model based on experimental data predicts experimental values with an error of ±5 %. Building cooling and heating loads in three regions in Korea are analyzed using TRNSYS software, which includes standard building and weather data from Seoul, Daejeon and Busan in Korea. The effects of outdoor air temperature and part load ratio on the performance and regional monthly average power consumption of the heat pump system are analyzed.

     

低温热泵技术在轨道车辆空调上的应用

分析了轨道车辆热泵空调在低温环境下运行存在的主要技术问题以及解决对策,论述了在轨道车辆空调上采用低温强热涡旋压缩机,利用换热经济器,通过喷气增焓技术,提高空气源热泵空调在低温环境下应用并大幅度提高制热量和能效比的技术,使空气源轨道车辆热泵空调在寒冷地区应用成为现实.