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%。     

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。     

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。     

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%。     

环境温度对空气源热泵热水器系统性能的影响

工况的变化对空气源热泵系统的优化提出了更高要求,环境温度作为重要影响参数,需要通过大量试验找寻其对空气源热泵热水器的影响规律,从而做出相应的控制策略。本文模拟不同环境温度对空气源热泵热水器进行试验,结果表明:(1)随环境温度的降低过热度逐渐减小,系统的制热量受过热度影响,过热度越低制热量越大,当过热度为0℃时制热量开始逐渐下降;(2)环境温度越低,系统的压比越大、排气温度越高、过热度越小,压缩机更易湿压缩加剧耗功的增长,但能有效降低排气温度;(3)随着环境温度的降低,系统的平均能效比COPa是逐渐减小的,环境温度越低系统整体制热效果越差,加热运行的时间越长。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

过热度变化对制冷系统性能影响的仿真与试验研究

运用模型仿真和试验验证手段对具有典型意义的风冷螺杆热泵机组进行过热度变化对机组性能影响的深入研究,仿真和实验都揭示出过热度变化对制冷系统性能的影响规律。同时试验也表明：样机蒸发器出口过热度从10℃变为2℃时,系统制冷量增加13．4％,COP值增加9．3％,而输入功率只增加4％。可见通过采用电子膨胀阀降低蒸发器出口过热度对系统性能有较大的提高。     

生活浊水余热热泵热水器启动特性试验研究

针对一种以生活浊水为热源的热泵热水器的启动性能进行试验研究,得出了启动过程中压缩机吸排气压力、蒸发器过热度、热泵制热量、COP等机组主要性能参数随时间的变化规律.试验结果分析表明:系统启动时由于压缩机转速突然增大和膨胀阀调节的滞后性,导致蒸发压力急剧下降,冷凝压力急剧上升,过热度迅速增大;受换热系数及传热温差的影响,启动阶段系统吸热量和制热量都比较低;从系统启动特性曲线可以看出系统启动时间较短,系统设计合理.     

小型CO2热泵热水器膨胀阀控制策略试验研究

设计制作了采用翅片管换热器作为蒸发器的CO_2热泵热水机试验样机。在焓差试验室中,环境温度-15～32℃范围,出水温度在65～90℃范围内,对该热泵热水器的电子膨胀阀控制方法进行了试验研究。结果表明:相比于膨胀阀常规的过热度控制方法,通过排气温度来控制膨胀阀的开度更为稳定、有效。     

高温热泵压缩机频率对循环参数的影响

为了了解高温热泵系统中,压缩机频率对系统循环参数影响规律,本文在R410A高温热泵试验台上,在较大频率范围内(40～120Hz)对各循环参数如蒸发温度、冷凝温度、排气温度、压比、过冷度、过热度等与频率之间的关系进行了试验研究.试验结果表明,冷凝温度、排气温度、压比、过热度随频率的升高而增大,蒸发温度,过冷度随频率的升高而减小.     

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。     

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.     

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%。     

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。     

一种自适应分段式电子膨胀阀控制策略研究

传统空气能热泵控制系统为典型闭环系统,以蒸发器过热度为反馈变量,但热泵启动过程中过热度波动较大,造成系统调节时间长。针对此问题,本文提出自适应分段式控制策略,启动阶段以排气温度为反馈变量,避免过热度波动对系统的负面影响;稳定运行阶段采用基于最小稳定过热度的模糊控制器,提高系统能效比。以一台5P的空气能热泵机为试验平台,与常规过热度模糊控制器进行试验对比。试验结果表明,本文提出的自适应分段式控制策略启动调节时间缩短了300 s,超调量低至5%左右,制热量提高9%左右。     

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

主要对带节流阀的CO2跨临界水-水热泵系统建立了数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,并与试验数据做了对比。主要分析了高压侧压力、冷却水和冷冻水的进口温度和流量分别对系统制热系数和制热量的影响。结果表明,模拟计算结果与试验测试值的一致性较好,从而验证了模型的可信度。模拟所得对应最大制热系数的最佳高压侧压力与实验结果存在一定的偏差。系统的制热性能系数和制热量随着冷却水进口温度的升高而降低,随冷冻水进口温度的升高而增大;而且都随着冷却水和冷冻水流量的增加呈现出升高趋势。