复合热泵热水系统运行特性的分析研究

针对某高校洗浴中心热水系统工程,提出一种带回收洗浴污水余热的污水源和空气源复合热泵热水系统,将洗浴污水余热回收利用且系统运行能效高。本文从空气源热泵热水系统单独运行和空气源热泵与污水源热泵组成的复合热泵热水系统运行两方面出发,通过对机组出水温度、系统制热量、COP等数据分析,研究热泵热水系统的运行特性。结果表明,在复合热泵热水系统运行模式下,污水源热泵机组串联运行的效果优于并联运行;复合热泵热水系统的运行能效比单独空气源热泵热水系统的运行能效提高约19%;污水余热回收的热量占总制热量的35.8%。     

家用废热回收式热泵热水装置的性能试验

为回收家庭淋浴废水中的热量,提高能源利用率,提出了一种带废热回收的新型热泵热水循环原理。采用额定功率为1.5 kW(2HP)的压缩机搭建了实验台,研究装置的进水温度、出水量、制热量、制热COP等参数的变化规律。试验结果显示,在进水温度10～16℃时,出水温度达到36～46℃,系统制热量输出稳定;制热量可达到7 kW左右,制热COP最高可达7。     

某电动汽车热泵空调系统制冷剂充注量试验研究

通过试验探究了某小型电动汽车热泵空调系统内制冷剂充注量对系统热性能的影响,分别在制冷和制热工况下分析充注量6与系统内空调箱出风温度、制冷/制热量和COP等性能参数的关系。结果表明:制冷模式下的最佳充注量为750 g,而制热模式为650 g,与计算结果误差在7%以内。在此最佳充注量下,空调箱制冷模式下出风温度最低可达14 ℃,制热模式下最高可达23 ℃;系统内制冷和制热量最高可达2.63 kW和3.22 kW,COP分别为3.1和3.3。     

电动汽车引射热泵系统性能模拟研究

为了提高电动汽车空调系统的性能,在传统热泵系统中采用引射器形成梯级蒸发,提出了一种新型电动汽车引射热泵系统。采用集总参数法建立了系统的稳态数值模型,模拟分析了引射热泵系统在不同工况下的性能,并与传统热泵系统进行了对比。模拟结果表明:在冬季制热工况下,降低冷凝温度或提高蒸发温度使引射器的引射比减小,但其压力提升比、系统制热量及COP均增大;在不同蒸发或冷凝温度条件下,随压缩机转速增加,系统制热量有所增加,系统COP减小,但转速对引射器性能的影响很小;在模拟工况范围内,引射热泵系统COP始终高于传统热泵系统的COP,最高改善的幅度约为20.3%。研究结果为引射器在电动汽车热泵空调系统中的应用提供了参考。     

太阳能热泵系统性能的试验研究

对太阳能热泵系统运行中压缩机的性能以及系统整体的运行性能进行了试验研究。试验结果表明蒸发温度和冷凝温度对于两者有很大的影响,蒸发温度越高,其制热性能越好,蒸发温度每提高4℃,系统制热量可以升高0.6～1kW。系统的制热水的出水温度达到了55℃,满足冬季的制热需求。系统的平均COP值达到4.1。     

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。     

热管废热回收蒸发器在浊水余热回收中的应用

针对污水的特性,为避免生活污水与热泵工质R22产生交叉污染,从而导致系统不能正常运行的可能性,提出在污水与热泵系统工质R22之间采用一个热管换热器,得出在系统增加了一个热管换热器的情况下,污水流量一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵系统R22工质蒸发温度,污水废热回收热量随污水进口温度的增大而增大,其中热泵工质蒸发温度的增幅最大,达到65.79%,废热回收热量的增幅最小,为6.8%,污水入口温度一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵工质蒸发温度,废水回收热量随着污水流量的升高而升高,但是热泵工质蒸发温度的和性能系数COP值的增幅减少,热泵制热量,热管工质蒸发温度以及废水回收热量的增幅缓慢增加.     

上海地区太阳能-地源热泵冬季联合运行试验研究

在上海地区完成了五种运行模式下太阳能-地源热泵联合运行供暖试验,分析比较不同模式系统运行特性,确定并联模式下上海地区居住建筑太阳能-地源热泵复合系统的较佳流量配比以及串联模式下的最佳串联方式。试验结果表明:并联运行模式中蒸发器出口流体进入蓄热水箱和地埋管的比例为1:1时为较佳运行模式,此模式下平均系统COP和运行结束时平均土壤温降分别为2.19和3.01℃;串联模式1的系统运行特性优于串联模式2,运行周期内串联模式1的系统COP和运行结束时平均土壤温降分别为2.12和3.33℃。     

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。     

并联补气旋转压缩机性能的研究

对R410A并联补气旋转式压缩机循环进行热力学分析,分析结果表明,随着辅、主容积比的变化,并联补气旋转式压缩机的性能先增大后减小,在典型制冷/制热工况下,较优容积比为0.1。搭建了样机及性能测试系统,样机试验表明,制冷工况下,COP最大提升7.2%,制冷量最大提升15.9%;制热工况下,COP最大提升11.8%,制热量最大提升20.3%。相对补气量和主、辅路混合排气温度均在一定中间压力下出现拐点,此时辅路进气由蒸气状态向气液两相状态转变。通过中间压力调节辅路进气干度,使混合排气过热度达到5K以上,既使并联补气压缩机性能最优,又保证了压缩机运行可靠性。     

R410A水源热泵空调机组变进水温度运行特性分析

对以R410A 为制冷剂的水源热泵空调机组进行了变进水温度运行的试验研究.制冷工况进水温度为 21～36℃的范围内,制热工况在进水温度在6-21℃的范围内,进行了机组制冷量、制热量、输入功率、EER/COP、吸气和排气压力、压比、吸气和排气温度等特性随进水温度变化的测试,分析了R410A机组在变进水温度下制冷和制热运行的特性,实验研究结果表明在目前极力推广使用的地源热泵空调机组(水源热泵空调机组的一种)中,如果地源埋管系统设计不合理,不仅不节能而且更耗能,且在制冷运行时更为明显.本文为R410A水源热泵空调机组的设计与工程应用提供了试验参考依据.     

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。     

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。     

跨临界CO_2热泵系统性能的试验性研究

为提高跨临界CO2热泵热水机的效率,通过搭建跨临界CO2热泵系统试验台,研究其性能,并找出其运行规律。试验结果表明:当终止水温度恒定,在某一蒸发温度下,热泵系统的制热量随着高压侧压力的升高先升高后降低,系统的COP存在一个最大值,即存在一个最优高压侧压力Popt;蒸发温度越高,系统的COP越高;同轴套管式换热器的内管用螺旋管代替圆管后,系统运行更加稳定,COP也有提高。     

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。     

高温热泵室内模拟试验及工业应用

针对一些工业企业(如石油、化工、动力和钢铁等)生产过程中存在大量低温余热且很少利用的情况,在研制的高温热泵试验台上进行了余热回收模拟试验研究。根据试验数据及计算结果,回归了以R142b为工质、热源温度在35～45℃、供热温度在60～85℃及压缩机耗功在2．3～3．7 kW之间变化时,各性能指标的经验关联式,并分析了参数变化对系统指标的影响关系。随后利用引进的工业用热泵,结合石油生产企业情况进行了工业试验。试验结果表明,以热泵装置回收石油生产过程中的低温余热,节能效益显著。实际运行过程中热泵回收系统运行成本与燃气加热炉系统相差不大,限制了热泵的推广。     

双级压缩变频空气源热泵的试验研究

介绍了一种适用于寒冷地区双级压缩变频空气源热泵机组的系统组成和工作原理,建立了标准制冷量为16kW的双级压缩变频热泵的试验系统,并对系统性能进行了试验研究.试验研究结果表明,在冷凝温度50℃和蒸发温度-25℃工况下,系统制热性能系数高于2,压缩机排气温度低于120℃,制热量可以满足用户要求;且试验验证系统运行稳定可靠,可以在-18℃以上的室外低温环境中满足寒冷地区冬季供暖需要.     

单级/复叠双制式热泵干燥系统设计与试验研究

提出了一种单级/复叠双制式热泵干燥系统,通过不同模式的切换适应环境温度变化对系统制热量的影响,保障干燥系统的供热需求,同时利用干燥空气的循环加热可提高干燥室的供风温度。在此基础上,进一步开发了单级/复叠双制式热泵样机,并设计出相应的试验系统,根据试验结果对单级/复叠双制式热泵样机的变工况性能进行分析与讨论,结果表明:相同环境温度时,复叠模式的最高供风温度明显高于单级模式,两者差值随环境温度升高而减小;相同环境温度时,复叠模式制热量与能耗都高于单级模式,且两者能耗的差值随环境温度升高而增大;随着环境温度的增大,复叠模式的COP存在最优值,而单级模式的COP逐渐升高;高温级压缩机不同模式下运行压比差异较大,系统设计时需要合理选型。     

多功能空气源热泵机组冬季运行工况性能测试分析

通过搭建多功能空气源热泵机组试验平台,测试了多功能空气源热泵在冬季工况下的运行性能。通过试验测试分析,得出了多功能空气源热泵在制热、制热水以及制热+制热水模式下运行时,机组制热功率、机组总制热量和COP值的变化规律,为多功能空气源热泵机组的应用和改进提供了有价值的参考和依据。