太阳能热泵供热系统性能的试验研究

对太阳能热泵系统的不同运行工况进行了试验研究。分析了蒸发器入口水温、冷凝器入口水温对热泵系统性能的影响。通过研究分析得出:太阳能集热器面积与热泵机组的匹配为影响系统性能的重要参数,应根据用户对热量的需求来选择;蒸发器入口水温可在5℃—20℃之间变化,在20℃时,系统COP最高达到3.6。通过对试验结果的分析,为太阳能热泵系统的设计和运行控制提供了依据。     

风冷式PV/T空调系统夜间制冷性能实验研究

提出了一种新型风冷式PV/T(光伏/光热)空调系统,并测试了系统在夏季夜间的制冷性能,研究了室内外空气温度对系统运行性能的影响。系统冷凝器由风冷式冷凝器和PV/T冷凝器串联组成,可以与周围空气进行对流换热,以及与低温天空进行长波辐射换热,在强化制冷效果的同时节约了冷凝器占地面积,为PV/T空调系统的发展提供新思路。实验结果表明,PV/T冷凝器能有效提高系统过冷度,PV/T冷凝器的冷却效果与冷凝温度呈正相关。风冷式PV/T空调系统制冷性能优于风冷式空调,其COP(性能系数)比风冷式空调高8.6%。当室外空气温度由23℃升高到27℃时,系统COP由3.9降低到3.1。当室内空气温度由20℃升高到24℃时,系统COP由3.1升高到3.5。     

进出口水温对大温差洗浴废水热泵机组性能的影响

洗浴废水中含有大量废热,为最大限度地回收洗浴废水热能,提出了双机串联大温差热泵机组。机组额定设计工况为：蒸发器侧洗浴废水进出口温度分别为30℃和6℃,冷凝器侧自来水进口温度为10℃,制取热水出口温度为45℃。通过实验研究了自来水进口温度、热水出口温度及洗浴废水入口温度对热泵机组制热性能（COP）的影响。实验结果表明,当自来水进口温度从5℃升高到15℃时,整体机组COP从5.0降低到3.85;当热水出口温度从40℃变化到50℃时,整体机组COP降低了7.5%;当洗浴废水进口温度从30℃升高到35℃时,整体机组COP提高了3.1%。在无辅助热源时,若洗浴废水温度从30℃降低到6℃,热水出水温度为45℃,自来水的温度必须要高于12℃;若洗浴废水入口温度达到35℃,即使自来水温度为6℃,热水出口温度也能达到45℃。     

小型启停式冷水机组模型研究

本文针对小型启停式冷水机组建立了变水流量条件下的半物理模型,并对相关参数进行了辨识。该模型可根据蒸发器冷冻水进口水温、流经蒸发器的冷冻水流量、冷凝器冷却水进口水温、流经冷凝器的冷却水流量,对压缩机输入功率、制冷量、冷冻水出口水温、冷却水出口水温进行模拟。模型预测的机组功率平均相对误差为1.02%。冷却水出水温度平均误差为0.16℃,冷冻水出水温度平均误差为0.10℃,制冷量平均误差为0.21 k W,相对误差为1.58%。     

混合工质在地热热泵系统中的实验研究

针对以40－45℃地热尾水为低温热源的热泵系统，作了大量的实验研究。首先，在该系统中采用了循环性能较好的低环害混合工质，以达到实际运行和环保要求；其次，根据不同的冷凝器水流量和进口水温，总结得出了大量稳定工况实际样本，绘制了不同流量和水温下的COP值曲面，为热泵在实际工程应用中的变工况调节运行智能化提供了理论依据。     

以育苗废水作热源的海水热泵制热性能研究

以新鲜海水和育苗废水作热源,研究了海水热泵的制热性能和对育苗水体的升温效果。结果表明:增加海水热源温度和流量,有利于提高海水热泵的蒸发温度和制热量,当海水热源温度和流量保持在16℃和300 L/h以上时,海水热泵具有良好的制热性能,热泵的制热系数COP值超过3.5;提高海水热源温度,冷凝器出水升温幅度随之增加,但是随着海水热源流量增大,冷凝器出水升温幅度明显下降,当海水热源温度高于16℃、流量小于300 L/h时,冷凝器出水升温幅度保持在5.8℃以上;利用净化后的育苗废水(温度为21～23℃,流量为300 L/h)作热源时,海水热泵具有良好的运转性能,热泵的COP值达到4.2,冷凝器出水升温幅度达7.6℃,海水热泵的水体升温费用与燃煤锅炉相当,仅为燃气锅炉、电加热和燃油锅炉加热费用的14.5%、23.7%和28.5%。     

基于供需匹配的空气源热泵-风机盘管供暖系统变水温控制方法研究

空气源热泵作为一种建筑供暖技术在我国应用越来越广泛,然而热泵的运行效率受供水温度的影响,供水温度每降低1℃,机组COP平均提高2%～4%。因此,实现空气源热泵供暖系统的变水温控制对建筑节能至关重要。本文针对定流量空气源热泵-风机盘管供暖系统,提出了一种基于供需匹配的最佳供水温度设定点的变水温控制方法,并通过模拟预测了该方法的效果。模拟结果表明:定流量空气源热泵-风机盘管系统采用变水温控制方法时,供水温度能够随着室外工况变化实时调节,更好地保证室内温度、降低系统能耗并提高运行效率,整个供暖季系统节能13. 1%、系统COP提高9. 6%。本文研究揭示了定流量空气源热泵-风机盘管供暖系统采用变水温控制具有很大节能潜力,预测了变水温方法具有良好的可行性和应用价值。     

污水源热泵制热模型及外在参数影响

分别建立了污水源热泵四大部件(蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀)模型,并进行耦合。采用MATLAB软件进行编程模拟,分别计算了污垢热阻、污水流量、污水进口温度变化对热泵冬季制热性能的影响。结果显示:当污垢热阻在0~1(m2·K)/kW范围内变化,系统制热量由353kW降低到301kW,降低了14.8%;当污水入口温度由8℃升高到20℃时,系统制热量由320kW升高到423kW,升高了32.1%;当污水流量由10kg/s升到20kg/s时,系统制热量由339kW增加到364kW等。过程中热泵COP在3.6~4.8范围内变化,说明污水源热泵具有较好的热性能。     

低品位热源驱动溴化锂吸收-喷射热泵系统性能的理论研究

提出了一种太阳能热驱动吸收-喷射热泵系统,介绍了其工作原理,建立了系统各部件的数学模型,分析了驱动热源压力、冷却水出口温度及冷水入口温度对该热泵系统COP和喷射系数的影响。结果表明:该热泵系统不仅可制取较高品位热量,还具有较高的效率;在给定条件下,当驱动热源压力增大和蒸发器冷水入口温度升高时,该系统COP分别由1.52提升至2.02和由1.00提升至4.52。     

双热源热泵制热水与供暖性能诊断

通过对3种热泵供暖性能系数(COP)比较可知,太阳能热泵供暖COP值比空气源热泵高.运用试验分析和理论计算发现压缩机电效率随压缩机压缩比的增加呈线性下降规律,并直接导致双热源热泵系统制热水性能系数(COP)偏低,当热水温度超过时,COP值甚至＜1.通过对系统供暖试验数据的拟合得到2个表征双热源热泵系统供暖性能优劣的数学模型,试验和模型都显示出当蒸发器进口水温为28℃左右时,系统供暖COP值最大,而当蒸发器进口水温偏离该值时,COP值都会下降.对双热源热泵系统制热水和供暖的不可逆程度分析发现当压缩机压缩比ε=3.4时,系统运行更接近可逆过程,即系统运行最佳,压缩比偏离该值会导致系统不可逆损失增加.     

直接蒸发冷却器在热管机房空调中的应用研究

研究了一种直接蒸发冷却器与热管机房空调耦合的空调系统,直接蒸发冷却器的使用降低了冷凝器进口温度,可延长热管的年运行时间,同时,提高热管的COP。实验中利用焓差实验室对机组进行测试,实验结果表明,在小温差(室内外温差5~10℃)下,热管的COP在加直接蒸发冷却器前后由2.86~5提升到4.5~5.36。     

环境实验室制冷系统仿真分析

针对环境实验室的制冷系统建立了仿真模型,求解出系统在室外环境35℃/24℃时不同室内目标温度下的运行参数,并利用实测的方法测出了系统运行时部分重要参数。在验证过仿真模型正确性的基础上,根据环境实验室制冷系统运行的特点提出了一种冷凝器、蒸发器分别交叉使用的制冷系统。与原有制冷系统相比,新的方案的制冷量和COP有所提高。     

带热水供应的节能型空调器动态特性的实验研究

通过实验,研究了该设备的动态运行特性和供水量特性。阐述了该设备在用水和不用水两种情况下,冷凝压力、蒸发压力、压缩机排气温度、制冷量、机组耗功以及系统的COP的动态变化过程,并分析了热水供应量和系统的COP值与供水温度及环境温度之间的相互关系。结果表明,只要合理地控制风冷冷凝器,系统就能稳定可靠运行。     

利用电厂余热供暖工程技术的探讨

通常热电厂抽凝式汽轮发电机组的循环冷却水的热量是通过冷却塔 (凉水池 )散发掉 ,其水温一般为 40℃左右 ,而与供暖供热系统联网后 ,热用户就相当于冷却塔 ,冷却水在发电机组的冷凝器中吸收热量被送到热用户散热后再回冷凝器吸热循环。对于供暖系统而言 ,45℃左右的热媒温度太低了 ,通过将抽凝式汽轮机组改为低真空工况运行 ,可将冷却水的温度提高到 70℃左右 ,向热用户提供 70℃ / 5 5℃供暖热媒 ,如此 ,发电机组将出现下列 3种情况 :①当循环冷却水在热用户中散发的热量小于在冷凝器中吸收的热量 ,进水 (供暖热媒回水 )温度将逐渐升高 ,…     

冷凝器流程布置对高温热泵性能影响的实验研究

本文进行了以HFC125为工质的高温热泵热力性能的实验研究,分析了有、无回热循环工况下,冷凝器不同流程布置形式对系统COP的影响。实验结果表明:无回热循环情况下,冷凝器串并联混合布置形式具有较好的效果,系统COP实测均值达3.0,且和理论值接近度达80%以上。本文研究结果为高温热泵系统的性能优化提供了依据。     

湖水源热泵机组性能系数简化计算模型研究

对于湖水源地源热泵,供冷期冷凝器进水温度为水源温度,蒸发器出水温度为负荷侧(用户)供水温度;供暖期蒸发器进水温度为水源温度,冷凝器出水温度为负荷侧(用户)供水温度。基于将冷凝器、蒸发器进出水温度作为变量的热泵机组性能系数的计算模型(在计算制冷性能系数时,将冷凝器进水温度、蒸发器出水温度作为变量;在计算制热性能系数时,将蒸发器进水温度、冷凝器出水温度作为变量),结合某湖水源热泵系统的实测结果,建立水源温度与空气干球温度的函数关系,将负荷侧供水温度简化为历年负荷侧供水温度算术平均值,对计算模型进行适当简化。对简化后的计算模型计算精度进行检验,计算精度可以接受。     

关于冷凝器胶球自动清洗装置对冷水机组COP影响分析

冷凝器易脏堵且对冷水机组COP有重要影响。以北京某项目冷水机组节能改造工作为研究背景,通过选择2台冷水机组为实验机组与对比机组,在实验机组冷却侧加装胶球自动清洗装置,在制冷季收集实验机组与对比机组蒸发器、冷凝器运行数据,从理论和实践上对胶球自动清洗装置效果进行验证,获得了冷水机组在蒸发器趋近温度和两侧水流量基本不变的情况下,胶球自动清洗装置可降低冷凝器趋近温度,提高冷凝器换热效果,提高冷水机组ICOP,从而提高冷水机组COP。胶球自动清洗装置不仅减少了项目每年冷水机组维保清洗费用,还降低了维保人员在清洗过程中对换热铜管损坏的风险。     

R134a-DMF吸收式制冷系统仿真分析

为解决R134a-DMF吸收式制冷系统吸收器出口出现制冷剂(R134a)气体问题，在原系统工艺流程中吸收器后面增加1个气液分离器进行改进。基于Aspen Plus软件，选取PENG-ROB物性方法，搭建R134a-DMF吸收式制冷仿真系统，对系统运行特性的影响因素进行分析。保持吸收器出口R134a质量分数为0.57、吸收温度为27℃,其余设定参数不变，发生温度变化范围70～100℃,蒸发温度变化范围13～21℃。当蒸发温度不变时，随着发生温度升高，蒸发器负荷逐渐增加，系统性能系数(COP)先增加后减小。当发生温度不变时，随着蒸发温度升高，蒸发器负荷逐渐增加，系统COP逐渐增加。保持发生温度85℃、蒸发温度13℃,其余设定参数不变，吸收温度变化范围25～35℃,吸收器出口R134a质量分数变化范围0.4～0.7。当吸收温度不变时，随着吸收器出口R134a质量分数增加，蒸发器负荷先增加后减小，系统COP先增加后保持不变。随着吸收器出口R134a质量分数增加，蒸发器负荷达到最大值，系统COP此时也达到最大值。不同的吸收温度条件下蒸发器负荷与系统COP的最大值不同，最大值所对应的吸收器出口R1...     

空气-水双热源复合热泵系统性能试验

利用恒温恒湿环境仓模拟室外环境条件,对空气–水双热源复合热泵系统的单水源制热、单空气源制热和空气–水双热源制热3种运行模式在不同环境温度和湿度、低温水箱水温、水流量等参数条件下的系统性能系数COP进行分析研究,试验结果表明:单水源制热模式系统随低温水箱水温的升高呈上升趋势;单空气源制热时空气温度变化对系统COP影响较大;蒸发器进风温度和进水温度的有效温差是空气–水双热源制热时影响从空气侧和水侧同时获取热量的关键因素。     

不同热泵工质低温制热性能的比较

基于某品牌的涡旋压缩机搭建了实验装置。在蒸发温度为-25~0℃、冷凝温度为45℃的工况下,分别测试了R22,R134a,R410A,R1234ze,R1234yf在单级系统和补气系统中的性能。结果发现:R410A的制热量最大,R1234yf的排气温度最低,R1234ze的制热COP最大;相比单级系统,虽然补气系统压缩机功率略有增大,但可明显降低压缩机排气温度、提高制热量,制热COP最大提升29.3%。