家用空气源CO_2热泵热水器系统特性的试验研究

由于CO_2具有环保和独特的热力学优势,其用于家用热泵热水器领域已获得巨大的发展。为研究CO_2热泵热水器系统运行特性受外界因素影响的变化规律,自行搭建了一台空气源CO_2热泵热水器试验台开展试验研究。试验表明随着冷却水体积流量从48.94 L/h增加到75.2 L/h,空气源CO_2热泵热水器系统制热量提升49%,制热系数比原来增加了0.7倍;随着室外环境温度从-3℃升高到13℃,空气源CO_2热泵热水器系统制热量提升28%,制热系数比原来增加了1.5倍,室外环境温度对压缩机的吸气压力影响较大。本文的试验研究结果为后续的CO_2空气源热泵热水器的系统优化提供技术支持。     

空气源热泵热水器的可靠性研究

分析了影响空气源热泵热水器可靠性的因素,建立了空气源热泵热水器的基本可靠性模型和任务可靠性模型;通过故障模式分析和故障树分析,找出了制约其可靠性的具体因素;最后研究了可靠性设计和可靠性增长等技术在空气源热泵热水器设计中的具体应用。     

空气能VS太阳能是伙伴还是对手

空气能热泵热水器是近年来在中国兴起的,它也使用电能,目前到底归为家电类还是太阳能类,还不能枉下定论。空气源热泵热水器问世,并借由国家推出节能减排的东风,使得近年来空气源热泵行业飞速发展,打破了原来热水器行业中电热水器、燃气热水器、太阳能热水器“三足鼎立”的局面。在国家节能减排政策的扶持下,太阳能热水器和空气源热泵热水器正一步步地扩大市场份额,取代电、燃气热水器常年的霸主地位。那么,空气能热水器与太阳能热水器究竟是亲密的伙伴？还是竞争对手（表1）？     

关于热泵热水器推广中的几个问题

针对目前节能热水器“热泵热水器”在市场上的广泛应用,就空气源热泵热水器与暖通空调之间的区别,空气源热泵热水器的现状、发展前景及电辅助在热泵热水机组中使用的相关问题进行了阐述。     

环境温度对空气源热泵热水器系统性能的影响

工况的变化对空气源热泵系统的优化提出了更高要求,环境温度作为重要影响参数,需要通过大量试验找寻其对空气源热泵热水器的影响规律,从而做出相应的控制策略。本文模拟不同环境温度对空气源热泵热水器进行试验,结果表明:(1)随环境温度的降低过热度逐渐减小,系统的制热量受过热度影响,过热度越低制热量越大,当过热度为0℃时制热量开始逐渐下降;(2)环境温度越低,系统的压比越大、排气温度越高、过热度越小,压缩机更易湿压缩加剧耗功的增长,但能有效降低排气温度;(3)随着环境温度的降低,系统的平均能效比COPa是逐渐减小的,环境温度越低系统整体制热效果越差,加热运行的时间越长。     

一种具有除湿功能的新型热泵热水器的设计

介绍了一种新型带除湿功能的空气源热泵热水系统,通过对其系统的组成、工作原理、运行模式及工作特点的阐述,该套系统在节能与功能方面表现了独特的优势.与普通的空气源热泵热水器相比,该系统材料成本增加不多,比用户分别采购热泵热水器和除湿机可节约费用30%以上,具有高的性价比.     

空气源热泵热水器在民用工程中的应用

空气源热泵热水机组利用电能驱动蒸汽压缩制冷循环,将低品位热源（空气）中的热量转移到被加热的水中以制取热水。空气源热泵制热能效比远高于传统电力设备,其原理与冰箱制冷类似。对热泵热水器在民用领域的应用进行了分析,介绍了空气源热泵热水器的节能效果。     

空气源热泵热水器能效评价指标研究

目前市场上销售的热泵热水器产品的能效均采用COP标注,由于测试条件不同,其标注的COP值具有很大的迷惑性.本文通过自行设计的空气源热泵热水器样机模拟数据说明了COP作为一个瞬时最评价热泵热水器的能效具有较大的局限性.而应采用过程量作为能耗评价指标,为此提出加热周期能效系数和全年能效系数的概念,分别用来反映热水温度变化对热水器能耗的影响和热泵热水器在某一地区应用的全年能效情况.用这两个参数评价空气源热泵热水器的能效较COP更合理.     

空气源热泵系统设计分析

本文主要从空气源热泵热水器原理、经济节能环保等方面进行了大体的说明。对空气源系统负荷容量确定,介绍了系统配置设计方案,对热泵经济性做了计算比较分析。     

CO_2热泵热水器多毛细管组合节流特性的研究

基于CO_2作制冷剂应用于热泵系统的优良特性,搭建空气源热泵热水系统试验台,进行了单根毛细管、双毛细管、3根毛细管并联组合分别作为节流元件的对比试验,结果表明采用3根毛细管并联组合节流时具有全天候平均COP最高,并得出各温度阶段适用毛细管组合规律,为提高CO_2热泵热水器制热能效提出理论依据。     

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。     

即热式空气源变频热泵热水系统性能的试验研究

介绍了一种即热空气源变频热泵热水系统,分析了水路模块与热泵模块的理论耦合,得到冷凝器出水流量和温度与热泵系统制热量的关系,以及承压水箱流量和温度与热泵系统制热量的关系。测试了机组在变工况下给用户提供42℃、6L/min热水的的运行特性,结果表明:运行时压缩机排气比循环加热式热泵热水器的排气温度和压力低并且稳定;运行的环境工况范围大,即在高温43℃和低温-7℃均可运行;制热COP随环境变化呈抛物线状变化,且在43℃、20℃和-7℃时,制热COP分别为12.6、4.5和3.8。     

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。     

空气源热泵冷热水机组空气侧换热器换热系数的计算方法

分析了各种计算空气源热泵冷热水机组空气侧换热器换热系数的公式及其适用范围，在实验验证的基础上推荐了计算波纹状翅片管空气侧换热器换热系数的方法。     

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。     

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。     

关于超高效热泵热水器专用压缩机的研究

国内将热泵热水器纳入可再生能源的呼声越来越高,而国外已经将热泵纳入可再生能源。同时,热泵热水器国家能效标准即将出台,类似于空调能效等级一样,对热泵热水器划分能效等级。超高效热泵热水器专用压缩机综合了较新的技术研发模块,优化了电机性能曲线,采用了焊接新工艺,经过了可靠性考核,将受到热泵热水器厂商的好评。     

小型水冷式跨临界CO_2热泵热水器试验分析

介绍了一种自行设计的小型水冷式跨临界CO2热泵热水器试验系统,研究了在蒸发器侧冷冻水流量不变,改变气冷器侧冷却水流量的情况下,相关系统性能的变化规律。试验结果表明:试验条件下,在流量为0.0243kg/s时,平均制热量最大,约为1570W;系统制热COPh值随气冷器冷却水流量的增加而升高,最大COPh值为2.84;跨临界CO2热泵热水器可用于制取较高温度的热水。     

A new method for field test of the heating capacity of air source heat pumps

The operation performance measurement of the air source heat pumps in the field, in which conditions are complicated and the accuracy could not be ensured, is very crucial for its performance evaluation and improvement. In this investigation, a novel method for measuring the heating capacity of the air source heat pump is established. An auxiliary electric heater is installed along the pipeline between the compressor and the condenser, and the refrigerant temperature difference caused by the heater is gathered to calculate the refrigerant mass flow rate based on the energy conservation. The heating capacity is calculated with the measured data of the refrigerant enthalpy at the inlet and outlet of the condenser and the refrigerant mass flow rate of the compressor discharge pipe. The validation results in laboratory tests show that the measured heating capacity accuracy is within 9.2%. It is also found that the impact of the novel test method on the heating capacity of the air source heat pumps is below 1.7%, and the power consumption of the tested units is increasing of within 1.8% compared with it when the electric heater is off. The refrigerant enthalpy difference method with an electric heater presented in this research can be applied to measure the heating capacity of different air source heat pump air heaters accurately in the field, which will be much helpful to improve the performance for cleaning heating in northern China.     

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.