空气源-水环热泵联合系统性能分析

建立空气源-水环热泵联合系统的模型,通过改变空气源-水环热泵联合系统的空气源热泵冷凝温度及蒸发温度,得到联合系统不同工况下的最佳性能系数。研究结果表明:在供水温度分别为45℃和50℃时,系统性能系数均在空气源热泵冷凝温度16℃时达到最大值,分别为2.128和1.954,供水温度为55℃时,系统性能系数在空气源热泵冷凝温度18℃时达到最大值1.805;供水温度分别为45℃,50℃和55℃时,单级系统(仅运行空气源热泵系统)、双级系统(空气源-水环热泵联合系统)相互切换的最佳蒸发温度分别为-2℃,-13℃和-23℃。指出根据不同工况及时调整热泵系统的运行方式能够提高系统能效。     

高水温空气源热泵热水器的研制

在高水温空气源热泵热水器的研制中,采用去除有害热量设计技术,使热泵热水器最高热水温度由常规设计的60℃提高到75℃以上,同时将热泵热水器的性能系数提高到2.6 W/W。该热泵热水器在-11℃低环境温度时仍能正常运行,解决了热泵热水器在北方低环境温度使用时热水温度不足问题,达到普通热泵热水器进入北方市场的目的。     

空气源/污水源复合热泵系统设计与应用

基于公共浴室热水生产设备节能减排改造的需要,本文设计了可回收洗浴废水余热的空气源/污水源复合热泵热水系统,在合肥工业大学屯溪路校区建立了应用示范工程,进行了运行测试和应用研究工作。结果显示:在8℃±1.2℃的环境温度、50℃供水设定温度的运行条件下,通过预热器和污水源热泵机组进行余热回收,洗浴废水温度从30.6℃降低至15.5℃,热回收的能量约占热水生产总能量的1/3;在10℃±1℃的环境温度、45℃供水设定温度的条件下,复合热泵系统的能效比为3.45,与单独运行空气源热泵的2.96相比,能效提高16%;与传统的燃气锅炉设备、电热水器对比分析,复合热泵系统可分别节约运行费用53.3%、72.4%,节能、环保和降费的优势明显。     

用于离心式高温热泵机组研发的模拟模型

为了对所设计的高温热泵机组中各设备进行合理匹配,建立其稳态模拟模型。该模型包括关键部件的子模型:带有经济器的双级离心式压缩机、卧式壳管式冷凝器、浮球膨胀阀、满液式蒸发器和回热器。在模拟算法的设计中,将模块化方法与二分法相结合,所需输入参数易于为设计者所获得,且不会限制系统的运行。利用该模型,对高温热泵进行初步设计;经过多方案比较,确定各换热器的结构参数,并预测该系统的性能和运行参数。     

空气源热泵热水机(器)的出水温度及能效标准讨论

对分别用于采暖和生活热水的空气源热泵,前者的出水温度可以根据使用情况自行确定,而生活热水由于卫生要求的杀菌温度,对于后者我国规定是55℃。然而日常使用的生活热水,往往40℃或45℃就可以满足要求。显然,空气源热泵热水机(器)出水温度越低,COP越高。本着这个原则,本文讨论产生合理的热水温度且满足卫生要求的空气源热泵热水机(器)的出水温度,并提出不同出水温度下空气源热泵热水机(器)的能效标准。     

基于太阳能光伏光热组件的双热源热泵机组的实验研究

本文基于太阳能光伏光热一体化系统,设计出应用太阳能光伏光热及空气源的双热源热泵机组。使热泵与太阳能光伏光热组件结合组成太阳能热泵系统,利用太阳能光伏光热组件(PV/T)内循环水及空气源的能量制取生活热水,同时降低太阳能光伏光热组件内循环水的温度,从而降低太阳能光伏板的温度。通过实验测得机组在水冷蒸发侧进水温度20℃,热水出水温度50℃的额定工况下,制冷量为2.855 k W,制热量为3.594 k W,COP为3.6。机组在水-水工况及水-风工况下运行的节能性研究结果表明,相对于单一空气源热泵,双热源热泵机组在满足家庭用生活热水需求的前提下,利用热泵技术回收太阳能光伏光热的热量制取生活热水节能性显著。     

准二级压缩空气源热泵热水机的技术分析

文章对常规和过冷器准二级压缩的空气源热泵热水系统进行简要性能分析,通过实际测试不同工况下各性能参数随进水温度的变化规律,寻找过冷器准二级压缩空气源热泵热水机各工况点的最佳补气压力。结果表明,相对于常规空气源热泵热水系统,过冷器准二级压缩的空气源热泵热水系统可显著提高制热量及性能系数、降低排气温度、拓宽运行范围,可为过冷器准二级压缩热泵系统用于空气源热泵热水机的设计和应用提供参考。     

双级离心式高温水源热泵设计应用分析

介绍双级离心式高温水源热泵的设计过程和应用优势。通过理论计算及系统流程分析,推导出可实现77℃高温出水的大容量双级离心系统。并结合实际工程案例对双级离心式高温水源热泵方案做经济性评估。指出在应用双级离心式高温水源热泵制冷/供热时,不仅节约能源,降低运行费用,而且对环境保护有着积极的推动作用。     

两级压缩空气源热泵结霜性能试验研究

虽然空气源热泵得到了广泛的应用,但是空气源热泵机组在冬季低温环境下运行,其蒸发器表面结霜,会严重影响效率。本文研究了两级压缩空气源热泵在低温工况下一些参数变化对风冷热泵结霜的影响,以及结霜条件下热泵机组性能参数的变化。研究表明:在0℃以下,结霜量以及结霜速度随着温度的升高而增多和加快,在进风温度在0℃左右的时候结霜最严重。温度在3℃的时候,结霜却不如前者严重。而当温度达到-7℃以下时,结霜不是很明显,特别是在相对湿度为90%,温度为-12℃时几乎不结霜。当蒸发器壁面的温度与空气的露点温度比较接近,而且空气含湿量大时,结霜速度最快。在保持进风温度一定,相对湿度越大,换热器风侧表面结霜量也就越多。相对湿度变化对结霜量的影响比温度要大,因此环境相对湿度是影响空气源热泵机组结霜、除霜特性的主要因素。同时,机组在结霜条件下运行时,机组的制热量和COP降低,综合性能下降。这一研究对翅片管式蒸发器除霜具有指导意义。     

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。     

两级压缩空气源热泵热水器实验研究

空气源热泵热水器是一种消耗少量电能驱动热泵从空气中吸取热量加热热水的装置,但普通单级空气源热泵热水器在低温环境下运行中存在压缩比过大、制热量不足和制热效率低等问题.采用两级压缩制冷循环用于空气源热泵热水器,则可以解决空气源热泵热水器低温适应性的问题.设计出具有单双级两种循环模式的两级压缩空气源热泵热水器系统,并搭建了实验台进行了实验研究.实验表明:低温环境下,双级压缩循环压缩比低于普通单级压缩循环压缩比;系统制热量始终大于单级压缩循环制热量;系统能效比(COP)在-20℃环境温度下依然能够保持在1.5左右.     

一种应用于寒冷地区带热水供应的新型热泵空调器

根据寒冷地区的气候特点，提出一种将双级压缩和冷凝热回收技术相结合的带热水供应的新型热泵空调；通过室外温度为-11℃、制热兼制热水下蓄热工况的模拟运行分析，验证了新型热泵空调可以同时满足供热量和生活热水的需要。     

具有防霜功能的低温型空气源热泵热水器性能研究

针对空气源热泵热水器在冬季低温环境下蒸发器容易结霜和机组效率降低的问题,提出一种具有防霜功能的低温型空气源热泵热水器,通过试验测试了热泵系统在不同低温工况下的性能。实验结果表明:通过在热泵系统蒸发器底部安装防霜换热器,可使热泵系统的输入功率平均提高了5.6%,制热量平均提高了9.3%,COP平均提高了5.5%,系统压缩机的排气温度明显降低。     

基于低温空气含湿量的太阳能耦合空气源热泵热水系统性能分析

利用TRNEdit与宏编辑器,通过对TRNSYS软件空气源热泵模块蒸发器部件的数学模型优化,新建太阳能耦合空气源热泵模块,综合判断基于低温空气含湿量的太阳能蒸发集热器结霜除霜对于耦合热泵热水系统制热性能的影响。在太原地区典型气象年低温空气含湿量典型日工况下,相比同型号常规热泵热水系统,耦合热泵热水系统的平均COP_h提高7.7%,耗电量节省6.9%,具有较好的节能效益。     

家用直膨式太阳能热泵热水系统试验研究

搭建家用直膨式太阳能热泵热水系统试验台,测试分析太阳辐照度、水箱设定温度、集热蒸发器面积等对系统性能的影响。研究发现:在太阳辐照度由780 W/m~2提高到900 W/m~2时,系统平均COP可提高8%左右;该系统相比于同工况下常规空气源热泵热水系统平均COP提高33.2%左右;水箱设定温度每提高5℃,系统平均COP降低12%左右,建议控制水箱温度在50～55℃;综合考虑系统经济性、加热时间及系统性能,建议将采用容积为150 L水箱的直膨式太阳能热泵热水系统的集热蒸发器面积控制在2.0～2.6 m~2。     

MVR系统中离心式蒸汽压缩机与蒸发器的匹配特性研究

为了保证机械式蒸汽再压缩（mechanical vapor recompression, MVR）系统的运行经济性和稳定性,对MVR系统中离心式蒸汽压缩机与蒸发器的匹配特性进行研究。针对蒸发器换热系数在新投、工作和结垢工况下的变化,提出了蒸发器运行温阻特性线的概念,并将其与离心式蒸汽压缩机的温升特性线叠加,从而开展离心式蒸汽压缩机与蒸发器的匹配分析。通过分析发现,离心式蒸汽压缩机的设计流量偏大或蒸发器的换热面积过小会导致匹配不足,易发生喘振,从而影响MVR系统的运行稳定性。而离心式蒸汽压缩机的设计流量偏小或蒸发器的换热面积过大会导致匹配过度,致使MVR系统的运行经济性差,甚至可能造成MVR系统无法建立热力自循环。结果表明,离心式蒸汽压缩机在MVR系统启动过程中会出现不稳定的喘振现象,可以通过系统参数的临时调节或采取辅助措施来避开不稳定区。设计时应保证离心式蒸汽压缩机的喘振裕度大于20%,蒸发器换热面积的设计裕度为30%;MVR系统运行时实际蒸发温度与设计温度的偏差应控制在±5 ℃以内。研究结果可为MVR系统的设计和调试提供参考。     

一种新型的太阳能—空气源复合热泵热水器系统

基于太阳能热利用技术、空气源热泵热水器理论,介绍了一种将太阳能与空气源相结合的双热源热泵热水器系统。该系统可充分利用太阳能加热生活用热水,辅以空气源热泵来满足太阳辐射照度不足时的用热水需求,同时用太阳能辅助加热来解决低温环境下空气源热泵运行工况恶劣的问题。系统充分利用了低品位的太阳能,保证稳定性,又可提高夏季阴雨天气、过渡季节及冬季太阳能热水器的热水温度,对于节约能源和环境保护具有重要意义。     

多源复合热泵热水系统的性能研究

开发一种结合利用太阳能、余热和空气源的多源复合热泵热水系统,阐述其在不同环境下的运行方式,设计一种新型的利用太阳能或余热除霜的双通道翅片管式蒸发器。在无光照条件下,对有无余热辅助下空气源热泵系统的运行性能进行试验研究。结果表明:在名义工况下,空气源热泵系统单独加热额定容量(500 L)的水时,COP高达4.39;在最小运行工况下,与无余热时相比,余热辅助空气源热泵加热200 L水时,节电率为17.2%,COP从1.98升至2.39。     

热回收效率对排风热回收式热泵性能的影响研究

排风热回收式热泵因具有结构紧凑,节能环保等优点,在北欧等国家得到一定的推广。排风热回收式热泵主要分为单级和双级热回收式热泵,而热回收装置作为双级热回收式热泵的重要部件,其热回收效率会影响到整个热泵系统的性能。通过TRNSYS对双级热回收式热泵在重庆冬季的运行情况进行了模拟,并与常规空气源热泵和单级热回收式热泵进行了对比。结果表明,双级热回收式热泵机组的性能系数随着热回收的效率升高而降低,且介于单级热回收式热泵和常规空气源热泵的性能系数之间,而双级热回收式热泵系统的性能系数则随热回收的效率升高而升高,在热回收效率为0.6的情况下,系统的性能系数为5.262,相较单级热回收式热泵和常规空气源热泵的性能系数,能效分别提升了31.29%和83.22%。     

换热因素对空气源热泵热水器压缩机运行范围影响探讨

简要分析空气源热泵热水器系统运行对压缩机运行范围的影响,由于换热特性和热泵系统热力特性的限制,在低温运行条件下,冷凝温度将不超过65℃;而提高压缩机蒸发温度上限的措施,仍然不能免除在夏季运行采取防止蒸发温度过高的措施.在技术措施正确的前提下,空调压缩机可以满足空气源热泵热水器的应用要求.本文指出,我国标准中规定20℃为空气源热泵热水器额定运行进风温度是不合理的,客观上对行业发展产生了不良影响;目前市场上存在的产品质量问题,主要原因是受标准的影响和系统设计的技术措施不当,并非压缩机性能问题.