中高温水源热泵研究与发展趋势

介绍了中高温水源热泵的概念和工作原理;中高温水源热泵的工质研究及近年来在国内外的研究现状与发展趋势,包括中高温水源热泵制冷剂和系统性能的研究.讨论了中高温水源热泵的应用情况以及在我国发展的趋势.     

一种高温热泵工质的理论与试验性能

以寻求适宜工作在冷凝温度范围为80～110℃的高温热泵环保工质为目的,对臭氧层破坏势(Ozone deplete potential,ODP)为零的非共沸混合工质M进行循环性能理论和试验研究。理论循环性能分析结果表明,M的单位容积制热量qv和循环性能系数(Coefficient of performance,COP)均优于传统工质CFC114;试验结果表明,M系统的制热量Q和循环性能系数Cop随工况温度的升高而提高。试验中,M的最高平均冷凝温度达到104.5℃,相应热输出温度达到103.0℃,冷凝压力和排气温度分别为1.951MPa和120.8℃,均在安全应用的限制范围内。     

高温混合工质空气源热泵性能试验研究

针对空气源热泵在制取高温热水时遇到的排气温度高、排气压力高、效率低等问题,采用环保混合工质BMR来降低排气温度和排气压力,并采用中间补气结构来改善热泵在高温加热段的性能。试验结果表明,80℃出水时压缩机的排气温度和排气压力得到有效控制,排气温度不超过106℃,排气压力不超过2.7MPa,并且整个过程中制热量较平稳。实现了高温热泵高效稳定运行。     

基于R245fa工质的高温热泵机组试验研究

高温热泵机组以30～60 ℃的工业废水为低温热源,为客户提供80 ℃以上高温热水,相较于电热锅炉,其具有显著的节能优势。现针对客户需求,设计了一台以环保制冷剂R245fa为工质的高温热泵机组,测试了其在不同工况下的性能参数。结果表明:随着冷凝温度的上升,高温热泵机组COP由5.46降至3.10;在各运行工况下,压缩机的排气过热度正常,能够保证机组长期稳定运行。     

重通研发离心式高温水源热泵机组

重庆通用工业（集团）有限责任公司最新研发了新产品——离心式高温水源热泵机组。离心式高温水源热泵机组是重庆通用自主研发成功的新产品,该机组采用国际先进的离心叶轮设计软件NREC和流场分析软件Numeca对流场进行设计和优化分析,通过Solidworks进行整机全三维设计,机组效率高、运行平稳、安全可靠,     

水源热泵与VRV机组性能对比

通过对水源热泵机组和变频多联机VRV典型产品样本数据的分析，对比了两类空调冷热源产品在制冷制热性能方面的差别。通过对其测试工况条件和典型运行工况分析，探讨了该差别的原因。最后，指出了一些设计人员在产品选型过程中应注意的问题。     

清华同方水源热泵机组在住宅建筑中的应用

水源热泵空调系统是由使用侧（室内空气处理末端等）系统、水源空调主机（又称为水源热泵）系统和热源侧（水源）系统三部分组成。为用户供热时，水源空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源空调主机（热泵）送到高温热源，以满足用户供热需求。为用户供冷时，水源空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，以满足用户制冷需求。     

高温工质用于木材干燥除湿的试验研究

对新混合工质HTR01用于木材除湿干燥系统进行了理论循环分析和灌注式替代R22的循环性能试验研究,结果表明HTR01的制热量虽低于R22,但性能系数、压缩机排气温度和功耗等循环性能指标以及除湿能耗比均优于R22,用于木材除湿干燥可以明显提高干燥速度,干燥质量好。     

高温热泵系统中非共沸工质的非完全冷凝现象

为了完善高温热泵系统的性能,首先针对非共沸混合工质进行了理论循环研究,论述了非共沸混合工质在系统冷凝器中发生非完全冷凝的可能性,并分析了该现象对系统参数造成的影响。然后,针对非完全冷凝现象设计了试验方案,并在水-水热泵试验台上进行了多流量、多温度和多频率的试验研究,成功地捕捉到非完全冷凝试验现象,而且初步发现了该现象和部分系统运行参数之间的关系,这可为合理制定高温热泵的调控策略提供帮助。     

水源热泵机组的变工况特性研究

通过对某水源热泵机组的压缩机、冷凝器和蒸发器的变工况特性分析和计算，得到该水源热泵机组变工况特性模型。对该模型进行误差检验，其误差均在允许范围内。应用水源热泵机组变工况模型，可以清楚、方便地对水源热泵机组进行变工况分析研究，对于以后水源热泵机组及其空调系统的优化设计等其它方面的研究也具有一定的参考和实用价值。     

替代工质冰箱温度变化规律的实验研究

对制冷剂为CFC12及其替代工质HFC152a／HCFC22时的冰箱性能进行了实验研究。实验结果显示,HFC152a／HCFC22冰箱的冷却速度和耗电量指标均好于CFC12冰箱,说明HFC152a／HCFC22是一种理想的灌注式替代物。实验中还发现,替代工质冰箱内的温度变化规律与CFCl2冰箱不同,可对制冷系统进行优化设计,以进一步提高替代工质冰箱的性能。     

利用工质特性提高热泵制热温度的研究

提出了一种采用T—S图中饱和蒸气线具有右倾特性工质作为热泵工质的新思路。可使工质在压缩过程中始终接近饱和蒸气状态,压缩机排气温度约等于工质的冷凝温度,从而可较好地解决排气温度过热所引起的一系列问题。     

新型两级压缩热泵中高温工况循环性能分析

中高温热泵系统中在工业领域有广泛的应用,但其排气温度偏高。本文从降低压缩机排气温度角度,设计一种双级压缩新型热泵系统。系统由高低级压缩机、分凝器、两个节流机构等组成。以循环性能较好的两种工质R134a和R152a为系统循环工质,理论分析结果表明:在中高温工况下,新系统工质R152a循环性能系数COP优于R134a,在相同工况下工质R152a循环性能COP比R134a高7%⁸%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有38%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有3¹2℃的降幅。     

高温热泵用螺杆压缩机电机流场的数值研究

为研究半封闭双螺杆压缩机应用于高温热泵时电机内部的温度分布状况,基于电机结构建立了电机内部制冷剂流道模型,通过CFD模拟了在高蒸发温度时电机内部的温度场与制冷剂R134a速度场。研究结果表明:当蒸发温度升高时,采用进气冷却电机效果减弱,电机内部温度升高,在制冷剂流速较小的区域出现超过100℃的高温点。该研究提供了高进气温度时电机内部温度分布情况,为高温热泵用螺杆压缩机的电机冷却方案提供了思路,同时为压缩机优化设计提供了依据。     

高温热泵在我国应用的可行性分析

介绍了国、内外高温热泵的研究和发展情况，并从高温热泵的技术、能耗、经济性等方面进行分析，提出了高温热泵装置在目前条件下达到与燃油锅炉相竞争的经济性所必须达到的成本和效率曲线。认为它可首先应用于对环境和安全性要求较高的埸合，以及能利用电价峰谷差的蓄热空调系统中。其应用前景主要取决于能否有效地降低成本和提高效率，以及国家对能源政策的导向和对环境问题重视的力度。     

R417a替代R22工质的静态加热式热泵热水器性能试验研究

从理论分析及试验研究方面对静态加热式热泵热水器的性能进行了研究,并根据国标GB/T 23137-2008中对工况条件的规定,将试验平台搭建在空气焓差室中,利用现有的环境模拟设备实现对机组进行性能测试。试验采用水箱混合法测定水箱温度,首先分析了在不同充注量情况下机组的性能;接着将机组运行工况分为高温、名义、低温、结霜4种工况进行测试,根据实验结果,对机组的性能进行了详细的分析;并采用工质R417a与R22进行直接替代对比试验。     

水源热泵系统温度控制研究

现在的水源热泵采用的控制系统控制精度不高,不能很好地跟踪系统负荷而运行,特别是在温度的控制上还不具备自适应的能力,因而很难满足舒适性和高效节能的要求。针对这些问题,将模糊控制技术引入地源热泵的控制中,并和传统PID控制算法比较。通过Matal-ab仿真,具体比较模糊控制和PID控制在水源热泵系统控制中的性能,然后做出总结。     

水源热泵系统节能运行控制研究

热泵系统实际运行过程中其状态总是时刻动态变化,为了保证实时COP的优化和安全运行,水源热泵系统的节能运行问题逐渐成为热泵领域的一个研究热点;由于水源热泵系统的动态数学模型为非线性的,因此节能运行问题为非线性最优控制问题,在系统的机理建模、节能运行最优控制问题构造及求解方面都面临较多理论难点。本文对如何应用最优控制理论、鲁棒控制理论解决水源热泵系统节能运行控制问题做了初步探讨。     

高温高压热水循环泵的设计与试验研究

通过对高温高压热水循环泵叶片结构的优化和对密封系统和冷却系统的创新设计,研制了一种新型的高温高压热水循环泵,提高了泵的工作效率和汽蚀性能。对该泵的相关水力性能进行试验研究,结果表明:设计工况下的效率高达82%,汽蚀余量为4.5m;且在进口水压p=6.4MPa,温度T=280℃的高温高压的条件下,无热水泄漏,密封使用寿命长(≥20000 h),具有良好的密封效果,有效地解决了传统密封高温高压工况下泄漏严重、使用寿命短的问题。