中压补气型纯电动客车热泵空调系统性能试验研究

针对纯电动客车热泵空调系统在夏季高温和冬季低温环境下系统性能严重衰减的问题,开发了一种带经济器的中压补气型纯电动客车热泵空调系统,试验研究了系统在50 ℃和-20 ℃环境温度、不同压缩机转速下的性能。结果表明,采用中压补气技术后,系统排气温度降低;当压缩机转速从2 000 r/min升高到5 000 r/min过程中,在50 ℃超高温环境下,中压补气系统制冷量增加了1.4%～6.5%,压缩机功率增加了0.7%～3.4%,COP_c提高了0.3%～3.3%;且在-20 ℃超低温环境下,中压补气系统制热量增加了10.1%～14.3%,压缩机功率增加了1.3%～5.8%,COP_h增加了8.0%～9.5%。     

中压补气技术对电动客车用热泵空调器性能的影响

针对电动客车用热泵空调器在低温工况下压缩比大、排气温度高、容积效率偏低、系统性能降低等突出问题,提出了采用带经济器的中压补气技术,并对系统循环过程进行理论分析,测试了不同车外环境温度下中压补气技术对电动客车用热泵空调器的性能影响。结果表明:与不补气的热泵空调系统相比,采用中压补气技术可显著降低压缩机排气温度,使系统安全可靠运行,特别是在-15℃的超低温车外入口空气温度时,不补气排气温度高达116.7℃,而中压补气排气温度为99.6℃,相比下降了14.7%;采用中压补气技术减少了热泵空调的制热衰减量,提升了制热性能系数COP,且随着车外环境温度的降低,其效果更加显著,当车外入口空气温度由7℃下降到-15℃时,制热量提高了5.2%~21.3%,COP提高了3.2%~14.2%。     

R410A制冷剂补气增焓新能源空调性能研究

研究R410A型制冷剂补气增焓客车空调在不同环境温度(-25～7℃)下的制热性能,比较补气增焓热泵与普通热泵制热、PTC制热时的性能参数。结果表明：补气增焓可以有效解决低温时热泵空调的制热效果差和排气温度高的难题,温度越低,制热量增量越明显。在-25℃,55Hz工况下,传统热泵系统制热量为6.9kW,COP为0.99,压缩机排气温度为115.7℃;开启补气增焓后,系统制热量提升至10.68kW,增幅35%,COP提升至1.32,增幅25%,排气温度降至88.7℃。     

基于正交设计的汽车热泵空调系统参数优化研究

为研究汽车热泵空调在低温时的制热性能及各项参数对系统性能的影响,搭建了热泵系统实验台,研究了汽车热泵空调系统在室外温度为-10～0℃的制热量及制冷系数（COP）,分析了室外换热器风速和室内冷凝器风量对系统性能的影响。基于正交设计,通过一维仿真分析了低温时压缩机转速、电子膨胀阀开度、室内冷凝器风量、室外换热器风速对系统性能指标的影响并确定了最优参数。结果表明：COP随环境温度和室内冷凝器风量的提升而升高,室外换热器风速对COP的影响不大;选择不同的评价指标时,参数对指标的影响及最优参数组合皆有差异。     

基于AMESim的热泵空调低温制热系统设计及仿真

针对纯电动汽车热泵空调系统在冬季低温潮湿环境下制热能力不足、换热器出现结霜现象等问题,提出了一种新型热泵空调制热系统。该系统将电机余热回收用于提升热泵空调的制热性能,抑制换热器结霜现象的发生,同时使用PTC加热器耦合制热,使得空调系统可以在更低的环境温度下正常工作。首先运用AMESim软件搭建电机散热循环系统仿真模型对电机余热的利用价值进行分析,得到电机余热在电机频繁以中高转速运行的工况下具有较大回收价值;然后针对带有电机余热回收的新型热泵空调系统,利用AMEsim软件建立了压缩机、换热器、膨胀阀、气液分离器等热泵空调制热模型,与电机散热循环系统以及PTC加热器耦合,对热泵空调系统的低温制热性能和抑制结霜性能进行分析。研究结果表明：新型热泵空调系统比普通热泵空调系统具有更好的制热性能,在环境温度为0℃时,新型热泵空调系统的COP比普通热泵空调提升了14.5%;在环境温度为-10℃时,开启PTC加热器后新型热泵空调系统能够正常工作且蒸发器不会发生结霜现象,并且其等效COP仍然大于1。     

电动客车跨临界CO_2空调系统充注量优化及性能研究

近些年来,各企业为响应国家节能政策开始大力发展电动客车。与传统燃油车相比,电动客车行驶里程较低,其冬季供暖方式主要为电加热或者附加柴油燃烧器加热,前者能耗大,造成客车续航能力进一步受限,后者不符合清洁能源要求。跨临界CO_2热泵空调系统既可以吸收环境热能实现低温制热,有效提升客车续航能力,也能高温制冷,实现空调系统的全年冷热综合需求。主要研究制冷工况下CO_2充注量对纯电动客车空调系统的影响,并在最佳充注条件下研究了环境温度,压缩机转速以及气体冷却器送风量对系统性能的影响规律。结果表明:客车空调系统最佳充注量范围为6～8 kg。在最佳充注量下,随着转速的提升,压缩机耗功、系统制冷量增加,COP降低;环境温度的升高会导致制冷量下降,压缩机耗功增加,COP下降;气冷风量的增加会使压缩机耗功减少,制冷量增加,COP增大。     

低压补气型纯电动客车全微通道热泵系统 试验研究

针对纯电动客车热泵系统在高温和低温环境下排气温度过高、系统性能衰减的问题,开发了一种低压补气型纯电动客车全微通道热泵系统。搭建了试验台对系统制冷、制热性能参数进行研究。结果表明:在高温50℃环境下,与不补气系统相比,低压补气系统排气温度下降12.6℃,制冷量和压缩机功率分别下降6.1%和9.1%,COPc提高3.6%;在超低温-10℃和-20℃环境下,与不补气系统相比,低压补气系统排气温度分别下降37.4℃和29.4℃,制热量分别提高16.6%和22.6%,压缩机功率分别提高10.8%和14.5%,COPh分别提高5.3%和7.1%。     

准二级压缩型电动汽车热泵空调系统制冷性能研究

针对普通电动汽车热泵空调系统在夏季高温环境中制冷时,排气温度过高,系统制冷性能衰减的问题,设计了一种采用中压补气技术的准二级压缩型电动汽车热泵空调系统,系统以R407C为制冷剂,并搭建了试验台。通过在标准焓差实验室模拟测试不同外界环境温度及改变压缩机转速情况下系统的制冷性能,并与普通单级压缩系统进行对比。研究表明：在制冷时,准二级压缩热泵空调系统在降低压缩机排气温度方面有很大优越性,在标准制冷外界环境30℃下,准二级压缩热泵空调系统制冷量和压缩机功率增加显著,分别提高了12.97%,4.92%,系统COPc提高了7.94%;当压缩机转速从2 000 r/min提高到6 000 r/min时,准二级压缩热泵空调系统制冷量和压缩机功率分别提高了6.01%～12.31%和2.06%～6.24%,系统COPc提高了0.63%～6.51%。     

电动客车变频热泵空调系统及其性能的试验研究

介绍了一套电动客车变频热泵空调系统,对样机在不同压缩机频率和不同风扇电机频率下的制冷/制热性能进行了试验研究,得出了相应的试验曲线,并分析了压缩机频率、风扇电机频率对系统性能的影响。电动客车采用变频热泵空调系统,通过调节压缩机和风扇电机的运转频率,可以达到提高空调系统性能和节能的目的。     

小型热泵型蓄能空调水蓄热特性的试验研究

结合蓄能空调系统自身的特点,设计了小型热泵型水蓄能空调装置并进行试验研究。试验结果表明,采用蓄能桶蓄热装置,在热泵机组进行制热性能运行时能有效提高压缩机吸气温度,排气温度也相对较高;在低温制热工况下,系统的最大制热量可以达到额定制热量以上,除霜性能也较优;水蓄热时不同工况下的压缩机吸排气温度以及压缩机功率会有变化,并且在释热状态下运行时,机组的COP有显著提高。由于该系统使用水作为蓄热材料,蓄热量有限。     

电动汽车热泵系统串并联余热回收试验研究

电动汽车热泵系统在低温环境存在制热量不足的问题,一种可行的改善方式是回收电动汽车的废热来提升热泵系统的制热量.本文通过试验手段,搭建了以R134a为工质的电动汽车热泵系统试验台,在环境温度-7 ℃、余热回收量为1.0 kW情况下,研究了热泵系统在串并联余热回收模式运行时的性能.通过改变压缩机转速,对比了2种余热回收模式...     

某纯电动车CO2热泵空调系统噪声与振动分析及优化

针对搭载CO₂热泵空调系统的某纯电动汽车,车辆在怠速工况下进行低温采暖NVH试验时,打开空调系统制热模式HI档,压缩机转速为4000 r/min且车内出现70 Hz轰鸣声与方向盘异常振动问题,通过“源-路径-接收者”建立传递路径并对其进行分析,将问题锁定为是因为空调系统冷媒的压力脉动引起空调的管路振动,空调管路振动频率为66.7 Hz,与车身及方向盘的共振频率接近。根据锁定的原因制定2条措施：(1)将怠速制热模式HI档位下的空调压缩机转速由4000 r/min调低至3000 r/min,此时车内轰鸣声主观评价消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s²降低至0.26 m/s²,满足评价要求;(2)在空调系统的冷媒管路弯折转弯处增加3个质量块,此时主观评价车内轰鸣声消失,且方向盘振动幅值由0.6 m/s²降低至0.34m/s²,满足评价要求。试验表明,降低压缩机的转速或给空调系统冷媒管路弯折转弯处增加质量块解决了该纯电动汽车在怠速下CO₂热泵空调开启车内轰鸣与方...     

风管送风式空调(热泵)机组制热变工况运行的实验研究

对风管送风式空调(热泵)机组在标称制热工况下的变风量运行及变环境温度的制热运行进行了实验研究,得出了机组制热量、输入功率、性能系数、出风温度、排气压力、排气温度、吸气压力、吸气温度等参数随风量变化及机组制热量、性能系数、吸气压力、吸气温度随环境温度变化的关系,分析了机组制热工况下变工况运行的特点,探讨了机组在制热变工况条件下运行时,提高性能与保障运行可靠性的方法,为风管送风式空调(热泵)机组的制热变工况运行提供了有价值的参考.     

基于6σ的R290冷媒热泵空调低温制热性能改善

为解决R290冷媒热泵空调低温制热时易产生絮状物造成油堵,空调功率低,制热性能差等问题,基于6σ思想,进行了R290冷媒热泵空调低温制热性能改善研究.在研究中,进行鱼骨图分析,并在优化空调程序控制和硬件的基础上进行试验设计.试验结果表明,低温制热性能改善后,R290冷媒热泵空调在低温制热工况中连续工作十几个周期未出现油堵,空调系统正常运行,压缩机无空转.所做研究为改善可燃性冷媒热泵空调低温制热性能提供了参考和依据.     

EXV开度对纯电动汽车热泵空调性能的影响

基于搭建的电动汽车热泵空调系统性能试验台,详细研究了EXV开度变化对系统的冷凝和蒸发压力、过冷度、热泵出风温度、制热量、压缩机功耗和性能系数COP的影响。结果表明:在压缩机转速、冷凝器进风温度和风量一定的条件下,随着EXV开度增加,冷凝压力减小而蒸发压力变化较小,过冷度、制热量和热泵出风温度均呈减小并当EXV开度增大到一定程度后减小幅度变缓,压缩机功耗先减小后基本维持不变,系统COP先增大后减小;冷凝器出口过冷度较大时,通过改变EXV开度可有效调节热泵出风温度,且在开度较小时增大EXV开度有利于获得较高的COP。研究结果可为纯电动汽车热泵空调系统性能的调节和控制策略制定提供参考。     

电子膨胀阀过热度设定值对车用热泵系统制热性能的影响

为了研究在车用热泵系统中,电子膨胀阀过热度设定值对系统制热性能的影响,搭建车用热泵系统实验台,在超低温工况-10 ℃下,通过电子膨胀阀对蒸发器出口过热度、压缩机排气口过热度进行控制,分析电子膨胀阀过热度设定值对系统主要制热性能参数的影响。结果表明：当主阀过热度设定值从1 ℃升高到9 ℃时,压缩机排气温度随之升高,系统制热量降低了14.2%,压缩机功率降低了20.0%。当补阀过热度设定值从10 ℃升高到30 ℃时,压缩机排气温度随之升高,系统制热量降低了23.0%,压缩机功率降低了29.2%。主阀过热度最优设定值为5 ℃,补阀过热度最优设定值为20 ℃,此时系统制热能效比达到最佳。     

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。     

电动汽车热泵空调系统微通道换热器适应性研究

探讨管翅式换热器和多流程微通道换热器在同一电动汽车热泵空调系统中的性能差异,为电动汽车热泵空调系统中微通道设计和结霜控制的后续研究提供依据。试验比较在不同测试工况下采用微通道换热器和管翅式换热器的热泵型电动汽车空调系统的制冷特性及制热特性,结果表明:系统采用微通道换热器,车内外换热器体积分别减少57.6%和62.5%,有效减轻空调系统重量,有利于增加电动汽车续驶里程;制冷剂充注量减少26.5%,有利于降低温室效应。制冷工况下,系统制冷量和制冷系数分别降低4.1%～10.7%和1.7%～4.8%,说明将多流程微通道换热器应用于热泵系统还存技术难点,需要在微通道换热器流程设计、流量分配及压降等方面进行改进;制热工况下,系统制热量和制热性能系数分别降低1%～5%和4.2%～9.7%,但单位面积制热量提高16.7%～21.0%,当室外温度低于7℃时,室外侧微通道换热器出现严重结霜,极大影响系统的制热量和制热性能系数,需要进一步研究换热器结霜特性及融霜控制策略。     

低温强热型空气源热泵热水器试验研究

采用中间喷射的涡旋热泵热水器专用压缩机及带经济器的系统设计,构成低温喷气增焓热泵热水器试验系统。试验结果表明:该系统能在-20~43℃环境下正常运行,制取65℃较高温度的热水。系统在环境温度高于20℃,且最高出水温度达到65℃时,能效比(COP)在3.4以上;在-15℃环境温度下COP依然能够保持在2.0以上;在-7℃~7℃段制热能力比目前常规热泵系统提高21%~28.9%。有效地扩大了(非二氧化碳)热泵系统的气候适应范围。     

双并联冷凝器水冷热泵系统模拟与试验研究

运用EES编程建立了水冷热泵系统的数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,主要分析了室内环境温度、冷却水进口温度和流量对系统制热量性能系数和能效比的影响。模拟结果表明:室内环境温度对系统性能系数和能效比影响很大,随着温度的升高制热系数降低;在一定范围内随着进水温度和流量的升高,系统性能系数和能效比急剧增大,但随后趋于平缓,存在最佳流量。通过模拟研究了运行参数对性能的影响,为实际的开发设计和验证提供了依据。根据理论设计,搭建试验样机,利用空调焓差室对该机组进行试验研究,对试验样机在名义工况下的制冷、制热性能进行了测试,水侧和制冷剂侧热平衡偏差在5%以内,进一步验证了测试的准确性。测试结果表明,制冷工况时的性能系数和能效比均低于制热时的,采用双并联冷凝器设计,对于较大制冷量和制热量热泵系统具有明显优势。