双级一次加热式热泵热水机的研究

通过对市场上存在的循环加热式和一次加热式2种传统形式的热泵热水机进行对比分析,发现前者工程系统复杂,且由于系统水泵功耗会造成系统能效下降,而后者虽然工程得到简化,但由于长期高压比工作,能效低下。为此,作者设计出一种高效节能的新型热泵热水器形式——双级一次加热式热泵热水机,既取消了循环泵,保持了一次加热式的工程优势,同时也降低了系统的压缩比,实现了高能效。本文重点阐述双级一次加热式热泵热水机的设计方案、主要性能优势和相关关键技术,通过理论分析和实验验证,得出如下结论：双级一次加热式热泵热水系统与传统单级一次加热式相比,输入功率大幅下降,COP明显提高;双级一次加热式热泵热水系统与循环加热式相比,省却循环水泵的功耗,COP也具有优势。     

带热回收的氨制冷雪橇雪道制冰系统的性能分析

针对2022年北京冬奥会延庆地区的雪橇雪道氨制冷循环进行性能分析。研究单独制冷、制冷+热泵辅助热回收两种循环方式的运行性能。研究结果表明,在单独制冷模式下,随着冷凝温度的升高,系统的制冷性能下降;在制冷+热泵辅助热回收模式下,利用回收的热量将冷水预热,当冷凝温度为30℃时,系统综合COP可达到5.46;并且以系统冷凝温度30℃蒸发温度-18℃为例,进行经济性分析,表明回收冷凝热制取生活用水所需的费用仅为热泵直接加热热水的40%。     

从专利申请看中国热泵热水机领域发展现状

随着经济的快速发展与人们生活品位的提高,生活用热水已成为人们的生活必需品,然而传统的热水机(电热水机,燃油、气热水机)存在能耗大、费用高、污染严重等缺点,太阳能热水机的运行又受到气象条件的制约。空气源热泵的供热原理与传统的热水机截然不同,以空气、水、太阳能等为低温热源,从低温侧吸取热量来加热生活用水。本文从专利申请角度分析了热泵热水机在申请量、申请人构成、技术研发趋势等方向的情况,以期使读者对热泵热水机领域的技术发展有所了解,并为该领域发展提出建议。     

循环加热式空气源热泵热水机性能测试方法探讨

针对目前空气源热泵热水机产品质量需要保障的现状,根据国标GB／T21362-2008《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》,探讨循环加热式空气源热泵热水机性能试验的水系统设计,并对循环加热式机组的2种性能测试方案进行比较分析。     

复叠式与二级压缩式热泵冷冻干燥系统循环特性比较

为了降低干燥过程的能耗,提高冷冻干燥过程的经济性,故以R600a/R290和R90为工质,分别构建了复叠式循环和二级压缩式循环的热泵冷冻干燥系统.对2种热泵干燥系统的构建方法和循环性能进行了分析和计算,并讨论了中间温度、加热温度和冷阱温度变化对系统循环特性的影响.计算结果表明,复叠式热泵循环和二级压缩式热泵循环均可用于冷冻干燥系统;在常规的冷冻干燥条件下,系统中采用复叠式热泵循环较适宜.     

两级双效溴化锂制冷-热泵复合循环

在热电冷联产系统中,溴化锂吸收式制冷机在制冷过程中排放了大量的废热,这些废热品味低,难以直接回收利用。在此提出了两级双效溴化锂制冷-热泵复合循环,该循环具有冷凝温度较高的特点,便于直接回收冷凝排放热。系统以背压汽轮机的背压蒸汽为热源,制冷的同时利用循环所排出的废热加热锅炉补充水至较高温度。以具有相同功效的双效溴冷机与单效溴化锂热泵联合运行作为对比循环,制冷-热泵复合循环系统省去了一台蒸发器与冷凝器,减少了两个换热温差,并且通过热力计算、能量分析和分析表明,该循环的能量利用率与效率均有很大的提高,效率比对比循环提高了45%。     

溶液换热器传热效率对高温吸收式热泵性能的影响

溶液换热器是吸收式热泵的重要部件之一,它的传热效率与强化对提高热泵系统性能,降低热泵循环系统的设备费和操作费非常重要,本文分析计算了不同传热效率对水／乙二醇高温吸收式热泵系统性能的影响,并分析了换热器传热温差和用损与传热效率的关系,通过回归分析得出评价热泵系统性能的关联式。     

水箱水温对CO2热泵热水器性能影响的实验研究

通过实验对比研究了循环加热和一次加热热水时,水箱水温对CO2热泵热水器性能的影响。循环加热工况时,随着水温的升高,压缩机的进、排气压力逐渐升高,功耗增加;气体冷却器的CO2进、出口温度升高,内侧CO2和外侧水的温差逐渐减小,换热量减小;CO2热泵系统的COP下降。一次加热工况时,进水温度一定,系统的各项运行参数稳定,COP基本保持不变。以水温度17℃为例,系统COP在3.5左右,远远高于循环加热的COP。实验结果表明水箱水温对系统的性能有一定影响。根据实验结果提出了水箱结构改进方案,使气冷器入口水温稳定在较低水平,可有效提高系统的性能。     

空气源热泵热水机（器）提高能效的方法探析

针对静态加热式空气源热泵热水机（器）能效比不断提高,根据热泵系统的工作原理和结构特点,通过对热泵系统热力循环的各个过程的分析计算,提出空气源热泵热水机提高能效比的方向和解决措施,为热泵热水机（器）行业产品的升级和技术发展提供参考和借鉴.     

用于太阳能热泵的真空管集热器的研究

本文论述了在热泵技术中应用真空管集热器的优越性,以及集热器的性能分析。通过对真空管集热器的热平衡分析,建立了计算真空管集热器的有用集热量、全日效率、热损失等关系式。对热泵设计具有参考价值。     

生活浊水热泵热水器性能的试验研究

针对目前生活、洗浴热水的需求不断上涨以及生活洗浴热水废水热存在巨大浪费的现状,介绍了一套新型的回收废水热的热泵热水器及其主要的设备构成.通过对该试验机组进行相关的试验研究,得到组合分离式热管蒸发器废热回收热量与污水质量流量、污水进口温度的变化关系;热泵平均制热量与污水质量流量、污水进口温度变化关系;压缩机吸排气压力及其功率随出热水温度的变化曲线;出热水温度与时间的变化曲线;系统能效比随出热水温度的变化,其平均能效比达到了3.01.与传统的电热水器、燃气热水器以及电辅助加热的热水器产品相比更节能环保.     

热泵热水器系统的方案比较与分析

介绍了直流式地源热泵热水器系统和容积式地源热泵热水器系统的工作原理及优缺点;以天津某别墅热泵热水器系统的设计计算为例,对两者以及容积式空气源热泵热水器系统在性能系数、初投资和运行费用等方面进行了比较。比较结果说明了,在相同工况下,直流式地源热泵热水器系统相比于容积式地源热泵热水器系统来说,性能系数较大、耗电量较低,但其运行费用和初投资较高;在同时满足户主热水需求条件下,容积式空气源热泵热水器系统相比于容积式地源热泵热水器系统来说,初投资较低,但其能效系数也较低,耗能较多,运行费用较多,经济性较差。本文为热泵热水器系统的选择、设计和优化提供了参考,且指出了地源热泵热水器系统广阔的应用前景。     

生活废热水余热利用的实验研究

理论研究显示,以生活废热水为热源的热泵热水器比空气源热泵热水器有更好的节能效果和更广的应用区域,但对非公共浴室的生活废热水源热泵热水器的实践研究和应用仍较少。以仲恺农业工程学院学生生活废水的使用和排放情况为基础,设计了可用于家庭、集体宿舍和宾馆房间的户式生活废热水源热泵热水系统,并模拟多种运行工况进行了实验研究,为生活废热水源热泵热水器的工程设计提供依据。研究表明,该系统能效比高,节能效果优于其他热水加热方式。     

太阳能复合能源空调热水系统中热泵系统换热性能的试验研究

通过将太阳能热水系统和空调热泵系统结合,设计出太阳能复合能源空调系统.针对该新型系统中的热泵空调热水子系统进行研究,在标准工况下,分别对该系统的3种模式下的换热性能进行试验,数据分析结果表明该系统比传统系统更为高效的,其单独制冷模式下系统最高COP可达5.34,单独热水模式下的静态加热系统COP可达5.78,制冷兼热水模式下系统COP可达4.5.     

Performance comparison between a single-stage and a cascade multi-functional heat pump for both air heating and hot water supply

Multi heat pumps have been widely used in buildings due to their higher energy efficiency. Recently, demands for multi-functional heat pumps, which can provide heating, cooling, and water heating in a building, have been increased. In this study, a cascade multi-functional heat pump, combining a multi heat pump using R410A for air heating with a water heating unit using R134a for hot water supply, was investigated experimentally. The performance of the cascade multi-functional heat pump was measured by varying the refrigerant charge amount, EEV opening, water flow rate, and water inlet temperature. Test results were compared with those of a single-stage multi-functional heat pump using R410A for air and water heating. The cascade multi-functional heat pump adopting the water heating unit showed more stable air and water heating operations and higher water outlet temperatures than the single-stage multi-functional heat pump.     

外绕微通道冷凝器空气源热泵热水器仿真与优化

空气源热泵热水器比燃气或电热水器更为节能。本文提出了一种外绕微通道冷凝器,可以减少制冷剂充灌量、提高换热效率、降低成本、提高安全性。建立了热泵热水器的准稳态系统模型,制冷剂侧采用稳态模型,水箱和水侧采用动态模型。通过实验证明了该系统模型可以准确地预测时变的系统功耗、水温,以及系统时均COP。通过仿真分析,发现水箱隔热层可以缩短水的加热时间、并提高系统COP约9.2%。增大冷凝器也可提升系统COP,但几乎不改变水的加热时间。最后提出了微通道冷凝器的三流程优化设计方法。     

直热式空气源热泵热水机的技术分析

文章对直热式空气源热泵热水机应用于家用场合进行了系统设计与性能分析,通过理论计算与样机测试,验证了家用直热式空气源热泵热水机在不同工况下的实际运行效果。结果表明,相对于常规家用空气源热泵热水机,家用直热式空气源热泵热水机在供热水能力、运行COP和再次用水等待时间等方面优势明显,可为直热式空气源热泵热水机在家用场合的设计和应用提供参考。     

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。     

Transient thermal behavior of a water heater system driven by a heat pump

A dynamic model of a water heater system driven by a heat pump was designed to investigate transient thermal behavior of the system which was composed of a heat pump and a hot water circulation loop. Finite volume method was applied to describe the heat exchangers, and lumped parameter models were used to analyze the compressor and the hot water reservoir. Dynamic performances were evaluated as the hot water temperature changes for various sizes of the hot water reservoir. In order to compare the performance characteristics, time scale was normalized by the time constant determined from a quasi-steady state simulation of the system. From the simulation, the smaller size of the water reservoir was found to have larger transient performance degradation, and the larger size caused additional heat loss during the hot water storage period. Therefore, the reservoir size should be optimized in a design process to minimize both the heat loss and the performance degradation.     

Heating performance enhancement of a CO2 heat pump system recovering stack exhaust thermal energy in fuel cell vehicles

A CO₂ heat pump system using recovered heat from the stack coolant was provided for use in fuel cell vehicles, where the high temperature heat source like in internal combustion engine vehicles is not available. The refrigerant loop consists of an electric drive compressor, a cabin heater, an outdoor evaporator, an internal heat exchanger, an expansion valve and an accumulator. The performance characteristics of the heat pump system were investigated and analyzed by experiments. The results of heating experiments were discussed for the purpose of the development and efficiency improvement of a CO₂ heat pump system, when recovering stack exhaust heat in fuel cell vehicles. A heater core using stack coolant was placed upstream of a cabin heater to preheat incoming air to the cabin heater. The performance of the heat pump system with heater core was compared with that of the conventional heating system with heater core and that of the heat pump system without heater core, and the heat pump system with heater core showed the best performance of the selected heating systems. Furthermore, the coolant to air heat pump system with heater core showed a significantly better performance than the air to air heat pump system with heater core.