变频高温压缩机复叠热泵系统的试验研究

为了研究压缩机频率对复叠式热泵系统的影响,结合复叠式循环技术与压缩机变频技术,搭建变高温压缩机频率复叠热泵实验台。研究分析了压缩机排气温度、压缩机功率、系统制热量及系统COP(以下COP均指系统COP)随高温压缩机频率的变化,试验结果表明:当蒸发温度-30 ℃,冷凝温度46 ℃工况下,随高温压缩机频率增加,高温压缩机排气温度上升,上升速度逐渐加快,最高排气温度99.7 ℃,小于120 ℃,低温压缩机排气温度下降,下降速度逐渐缓慢;高温压缩机功率逐渐增大,低温压缩机功率逐渐减小,系统功率呈增加趋势;系统制热量呈线性增加趋势,COP随高温压缩机频率增加呈先增加后减小趋势,最大COP为2.7。     

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.     

使用条缝翅片管换热器的空气源热泵机组除霜特性研究

对试验使用条缝翅片换热器及R410A工质的空气源热泵空调器的除霜特性进行了试验研究,测量了除霜过程中热泵样机的制热量、输入功率、室外换热器进出口温度及压力等参数的动态变化,分析了不同工况下热泵样机的除霜损失.试验结果表明:随着室外环境温度和相对湿度的降低,热泵机组在除霜过程中消耗的能量及从空调房间中吸收的热量增大,尤其在环境温度低于0℃时,除霜过程中的损失增大更快.由于随着环境相对湿度的增大霜层增长速度加快,除霜过程中的损失占结霜/除霜循环总耗能及总制热量的比例增加,因此热泵机组结霜/除霜循环的平均制热量及COP迅速减小.与使用平翅片换热器的热泵机组除霜性能的比较表明,随环境相对湿度的增加,条缝片换热器热泵机组的结霜/除霜循环平均性能衰减速度要快的多.     

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。     

低温空气源CO_2热泵热水器系统特性研究

压缩机排气温度过高及制热量不足等现象是单级蒸汽压缩式制冷系统在低蒸发温度下经常面临的问题,以CO_2为制冷工质的中间不完全冷却两级蒸汽压缩热泵系统能很好地改善这些问题。本文构建了低环温(-20℃)下CO_2热泵热水器系统、确定了系统各部件结构参数、建立了部件和热泵系统的数学模型。模拟结果表明:随着环境温度升高,CO_2热泵热水器系统制热量以及COP呈现出增长的趋势,改变水侧输入参数对系统性能有较大影响。     

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。     

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℃。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于适定工质的准二级压缩循环在高温工况下的 特性研究

以经济器补气的准二级压缩循环为研究对象,在40～65℃循环温升下选取R1233zd(E)、R245fa为代表性高温热泵工质,建立循环分析模型,调用软件Refprop查询工质物性进行理论仿真,在与单级压缩循环对比中分析了中间补气压力、一级压缩容积比、蒸发温度和冷凝温度对循环制热量、压缩机功率、COP的影响。结果表明:蒸发温度45℃、冷凝温度110℃的高温工况下,准二级压缩循环的制热性能优于单级压缩循环;最优相对补气压力系数1.1～1.3处,R1233zd(E)、R245fa的COP分别提高8.7%和11.1%;COP随一级压缩容积比增大而减小,工质COP减小率分别为2.7%和2.2%;COP随蒸发温度升高而增大,工质COP增加率分别为10.1%和10.7%;COP随冷凝温度升高而减小,工质COP减小率分别为9.7%和10.8%。     

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。     

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。     

压缩机频率对R410A/R410A复叠式热泵系统性能的试验研究

通过搭建R410A/R410A复叠式热泵系统试验台对比了在改变高温级或低温级压缩机频率下热泵系统性能的的变化情况,结果表明:在同一工况下,压缩机频率由50 Hz增加到80 Hz,高温级压缩机频率改变时的最小复叠温差仍大于低温级压缩机频率改变时的最大复叠温差;在系统运行未达到最高COP时,增加低温级压缩机频率所带来COP...     

双级复叠式空气源热泵冷热水机组的应用研究

提出了一种复叠热泵机组,以解决常规空气源热泵冷热水机组在寒冷地区冬季使用压缩比高、效率低等问题.该机组通过电磁阀可以在单级与复叠循环间切换;讨论了系统从单级转向复叠循环的切换点,计算结果表明,该机组在冬季较低的室外环境温度下能节能运行.     

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.     

跨临界CO_2热泵中间换热器对系统性能的影响研究

为了研究跨临界CO_2热泵系统中间换热器对系统的影响,采用基于Modelica语言的仿真平台Dymola,建立了跨临界CO_2热泵的系统模型。从系统COP、制热量、蒸发压力和温度、气体冷却器CO_2出口温度以及过热度等方面,着重分析了中间换热器的有/无对系统性能的影响。结果表明:有中间换热器的系统运行性能更好,运行也更加稳定。在规定工况下,有中间换热器比无中间换热器的系统最优COP要高1.6%,且最优排气压力降低5%;中间换热器有效地降低了蒸发压力,由于系统质量流量较小,系统换热更加充分,从而减小了气体冷却器出口CO_2与水的换热温差;同时,有中间换热器的系统,存在过热度,过热度对热泵性能有直接影响,可以使排气温度升高,压缩机出口焓值增大,制热量增大。对中间换热器的分析研究,可以更加系统地了解CO_2热泵运行节点参数,为系统以及各元件设计提供参考。     

CO2跨临界循环与传统制冷循环的性能比较

为了对比CO_2与常规工质在单级压缩制冷循环中的性能,运用当量温度法理论对两者进行了分析。分别比较了当量蒸发温度为0℃或当量冷凝温度为40℃时,CO_2与常规工质在单级压缩制冷循环中的COP和制冷量、制热量随当量冷凝温度和当量蒸发温度的变化情况;计算了不同吸气过热度下回热循环与基本循环的制冷系数的比值。结果显示,基本的单级CO_2跨临界循环的性能和制冷量、制热量低于常规制冷循环;在添加回热器后,CO_2跨临界循环系统的性能得到了很大的提高。     

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。