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...     

电动汽车引射热泵空调系统性能实验研究

针对已提出的电动汽车引射热泵空调(EHPAC)系统进行改进，将车内、外侧换热器设计成前后排分离的形式，并加设引射器，形成梯级蒸发并回收膨胀功，从而提高系统的性能。实验研究了夏季及冬季工况下车内、外温度对EHPAC系统制冷及制热性能的影响，验证了引射器的使用可大幅提高汽车热泵系统的制热性能。将EHPAC系统与传统热泵系统(THPAC)进行对比，结果表明：对不同的车内、外温度工况，EHPAC系统的制冷及制热性能均优于THPAC系统，制冷量提高约21.5%～35.7%、制冷COP提高约13.1%～21.7%、制热量提高约4.4%～14.5%、制热COP提高约11.3%～18.3%。同时表明车内温度的改变对EHPAC系统性能的影响比车外温度的影响更大。     

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。     

电动汽车热泵空调系统低温制热性能及优化

热泵空调系统在满足电动汽车冬季供暖需求方面发挥了重要作用。本文采用新型低GWP值的R1234yf为制冷剂,对电动汽车热泵空调系统在-20～7℃环境下的低温制热性能进行了测试,对电动汽车冬季热负荷进行标定,并且与制冷剂R134a进行了对比,研究了系统制冷剂充注量、制热量、COP和排气温度的变化,同时对系统各部件?损失进行了分析计算并根据结果确定系统优化方向。结果表明:该系统最佳制冷剂充注量为1 406 g,制热量与COP在大部分工况下达到2 k W与1.8以上,能够满足低温制热需求; R1234yf直接替代R134a时,系统制热量与COP比R134a系统低7.1%与6.6%,系统的排气温度比R134a平均低5.3℃,系统工作更稳定可靠;热泵空调系统内冷凝器与压缩机的?损失占系统总?损的80%以上,是重点优化方向;增大内部冷凝器换热面积、增大风量、提高压缩机转速可显著提升R1234yf系统制热性能,使之与R134a系统的制热性能相比大约相等或者更高。     

R417A热泵热水器性能及螺旋套管冷凝器换热研究

本文以R417A为工质,在冷凝器不同进水温度、不同进水体积流量时,测试了空气源热泵热水器的运行性能及螺旋套管冷凝器的换热特性,为制冷空调及热泵系统的工质替代提供参考。实验工况为:冷凝器入口水温20～55℃,冷凝器进水体积流量为0.6～1.0 m~3/h,环境温度分别为15、29℃。结果表明:冷凝器进水体积流量一定时,随入口水温的升高,冷凝器总换热量、总传热系数减小,压缩机排气压力、输入功率增大,热泵热水器制热量、制热性能系数COP下降。冷凝器入口水温一定时,随进水体积流量的增加,冷凝器总换热量、总传热系数增大,压缩机排气压力、输入功率减小,热泵热水器制热量、COP增大。实验工况范围内,与环境温度为15℃相比,环境温度为29℃时的冷凝器总换热量、总传热系数、排气压力、吸气压力、输入功率、制热量、COP均较高。     

列车空调机组运行性能研究

建立了铁路空调列车车项单元式空调机组中冷凝器、蒸发器、毛细管、压缩机四大部件模型和系统仿真模型，对空调机组进行系统仿真计算。并分析了车外和车内空气温度变化对空调机组运行性能的影响．     

R515B在中高温热泵系统中的性能研究

对低GWP制冷剂R515B在双螺杆单级蒸汽压缩式热泵系统中的性能进行了研究。通过实验对比研究R515B直接替换R134a时系统的性能变化,结果表明：R515B的制热量比R134a降低27%左右,消耗功率比R134a降低约28%,制热COP比R134a平均提高1%,排气温度降比R134a低约15℃。同时建立热泵系统仿真模型,预测R515B在较高冷凝器出水温度下热泵系统的性能,结果表明：R515B具有优良的热力学性能和循环性能,在采用单级蒸汽压缩循环的中高温热泵系统中可实现88℃以下的高冷凝器出水温度。     

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。     

热泵型空调器运行特性的实验研究

用空气焓差实验法,在制冷工况下对一台热泵型空调器进行最佳充注量的实验研究,同时,分别在制冷工况和制热工况下测量冷凝器和蒸发器管壁的温度分布。实验结果表明,空调系统中存在一个最佳制冷剂充注量,使得空调系统的制冷量和能效比达到最大值。根据实验结果,分别给出在制冷工况和制热工况下进行冷凝器和蒸发器换热计算时,制冷剂与管壁之间的平均温差。     

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。     

多联机与新风机复合空调系统优化控制研究

尽管变制冷剂流量(VRF)多联机系统在部分负荷工况下具有高能效的显著优点,但是该系统仍然存在缺少新风的缺点。本文提出了一种多联机与新风机复合空调系统降低能耗的优化控制策略。在建立的系统仿真模型基础上,本文以一办公楼为例,对提出的优化控制策略进行了制热工况下的仿真研究。结果表明,提出的优化控制策略是可行的,可以有效地降低复合空调系统的能耗。     

武汉地区太阳能-热源塔热泵复合空调系统研究

结合武汉地区某拟建项目,运用一套适用于夏热冬冷地区的太阳能-热源塔热泵复合空调系统为该项目提供冷/热源,将TRNSYS软件模拟与工程实测相结合,对全年4种典型工况下高空气干球温度、太阳辐照量等对系统性能的影响进行研究。结果表明:该系统在制冷工况和太阳能单独制热工况下满足工程要求;在热源塔热泵机组单独制热工况下能够满足要求,但综合制热系数偏低;在热泵机组和蓄热水箱复合制热工况下,当蓄热水箱水温高于12℃时系统制热系数稳定在3.6左右。     

风冷热泵结霜工况下的实验研究

对一台风冷热泵室进行了结霜工况下的实验测试,实验地研究了风冷热泵在规定的环境温度下制热能力、出风温度以及热泵制热性能的变化。实验结果表明热泵结霜严重的影响TSU热能力、出风温度已经热泵制热性能,研究结论对热泵系统设计具有重要的参考价值。     

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。     

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。     

家用热泵空调器室外机换热器的流路优化

针对家用热泵空调器用的9.52 mm和7 mm双排室外换热器,在额定制冷制热工况下,利用仿真分析的方法研究流路数对换热器性能的影响,对9.52 mm换热器的流路的进一步优化,得到制冷制热综合性能更优的流路布置方式,并在整机上进行试验验证。结果表明,制冷剂侧压降对冷凝器和蒸发器的换热都有较大影响,特别是对较小管径的换热器;由于蒸发器中制冷剂侧压降较大,热泵空调器室外机用的换热器作冷凝器时对应的最佳流路数少于作蒸发器时的;适当增加过冷管数会进一步提高热泵空调器室外机换热器的综合换热能力;试验结果与仿真结果趋势大致相同。     

R417A热泵空调器运行特性分析

在焓差实验台和热泵性能测试系统中,对1台R417A热泵空调器在高/低温工况下的运行特性进行研究。通过改变蒸发器侧空气的温度、湿度等参数,测得压缩机吸/排气温度、蒸发温度、冷凝温度、制热性能系数,并用数码相机对室外侧翅片管蒸发器的结霜情况进行记录。实验数据和结果表明,在高/低温工况下,R417A热泵空调器的排气温度相对较低,制冷系统的冷凝温度、蒸发温度、制热系数和功耗在高温工况时变化不大,低温工况时,由于室外侧翅片管蒸发器结霜系统各性能变化较大,在结霜后期系统的性能有较大的衰减。     

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。     

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。     

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%。