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℃。     

低温环境下纯电动客车热泵空调系统制热性能试验研究

针对纯电动客车热泵空调系统在低温环境下制热量较低、系统制热性能衰减严重等问题,搭建了基于R410A的纯电动客车热泵空调系统试验台。试验研究了车外风机风量、环境温度及压缩机转速的变化对系统供热性能的影响。试验结果表明:车外环境温度由7 ℃降到-20 ℃时,系统制热量下降50.4%;采用补气技术后,系统COP_h仍可达到1.46,可见该系统在低温制热方面有较高的性能;压缩机转速从3 000 r/min增至5 000 r/min时,制热量提升74.4%,车外风量由60%增至100%时,制热量上升3%。     

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%。     

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%。     

热泵干衣机用线性压缩机的设计优化与性能分析

针对热泵干衣机的应用特点,介绍了热泵干衣机用线性压缩机的设计过程与优化方法,并进行了系统性能分析。设计的线性压缩机样机作为热泵干衣机可以实现70%以上的压缩效率, 压缩效率受工况条件影响较小,随冷凝温度的降低略有下降,而随蒸发温度的降低略有增加。但热泵循环制热能效COP受工况条件影响较大,冷凝温度越低或者蒸发温度越低,制热COP越高。在冷凝温度63 ℃,过冷度0 ℃,蒸发温度7 ℃,过热度3 ℃的工况下,制热COP可以达3.0以上。     

跨临界CO_2制热系统最优排气压力的模拟研究

为了更加方便快速地研究跨临界CO_2制热系统的系统性能变化情况,以及找到系统的最优排气压力,在Modelica/Dymola软件平台中进行了跨临界CO_2制热系统的建模和仿真,并提出了相应的最优排气压力关联式。通过对环境温度为-20~30℃、热水出口温度为60~85℃、水入口温度为5~50℃大范围工况下系统性能的仿真,结果表明:在相同的工况下,随着排气压力上升,跨临界CO_2制热系统存在一个最优COP,对应该COP的压力为最优排气压力。最优排气压力随环境温度和热水出口温度的升高而升高,随水入口温度的升高而下降。在此基础上,提出了在热水出口温度为70℃下最优排气压力与环境温度和水入口温度的拟合关联式。该结果可为水入口温度为5~50℃、环境温度为-20~30℃的跨临界CO_2制热系统性能测试提供理论依据。     

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%。     

带有闪发器的空气源热泵系统数学模型的研究

建立了带有闪发器的空气源热泵系统的数学模型,并对其进行性能模拟分析。模拟结果表明,在低温工况运行时,带有闪发器的空气源热泵系统的制热量和COP均高于传统单级压缩系统,且其排气温度低于传统单级压缩系统约20℃。采用节流前闪蒸补气策略有利于提高空气源热泵的低温运行可靠性和制热性能。     

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。     

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。     

热泵用涡旋压缩机补气位置特性研究

针对热泵空调用涡旋压缩机的补气增焓技术的研究与应用,对补气增焓涡旋式压缩机的补气孔位置进行了理论研究。结果表明:相对于无补气过程,有补气过程的制热量和能效比增加,排气温度下降,排气压力上升。在所选计算工况下,与无补气热泵系统相比,补气位置在吸气腔时能够获得最大的制热量增量,补气位置在吸气腔和压缩腔时能够获得最大的EER增量,补气位置在吸气口和压缩腔时能够最大限度的降低排气温度。     

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。     

R417A热泵空调器运行特性分析

在焓差实验台和热泵性能测试系统中,对1台R417A热泵空调器在高/低温工况下的运行特性进行研究.通过改变蒸发器侧空气的温度、湿度等参数,测定了不同工况下空调器的各项性能指标.结果显示R417A热泵空调器的排气温度相对较低,制冷系统的冷凝温度、蒸发温度、制热系数和功耗在高温工况时变化不大,低温工况时,由于室外侧翅片管蒸发器结霜系统各性能变化较大,在结霜后期系统的性能有较大的衰减.     

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。     

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。     

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.     

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。     

R32中间补气压缩空气源热泵系统的试验研究

对以R32为工质带经济器的中间补气压缩空气源热泵系统进行了试验研究与分析。结果表明:在蒸发温度为-2~-15℃范围内,该系统的相对补气量、制热量和耗功均随着补气压力的升高而增大;当蒸发温度为-15℃时,最大相对补气量约为33%,同时排气温度可降低11℃;当蒸发温度为-6℃时,系统COP达到最大值时所对应的最佳补气压力范围是1.50~1.54 MPa。在蒸发温度低于-6℃的条件下,带经济器的中间补气压缩空气源热泵系统的制热性能具有明显的优势。     

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%。     

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。