R410A风冷热泵冷热水机组变出水温度制热性能分析

对R410A与1122的热物理性质进行了理论分析,实验研究了R410A风冷热泵冷热水机组变出水温度工况的制热性能.在出水温度为35℃-55℃的范围内,进行了机组制热量、输入功率、COP、排气压力、吸气压力、压比、排气温度、吸气温度、冷凝温度、蒸发温度等特性参数的测试,得出了各特性参数随出水温度变化的规律.     

不同工质的热泵热水器热力学性能分析

为了研究R22替代制冷剂R134A、R407C、R410A、R32、R290在热泵热水器中的热力学性能,设定冬季工况蒸发温度-10℃、冷凝温度65℃,夏季工况蒸发温度20℃、冷凝温度65℃,过冷度和过热度均为5℃。计算了不同工质系统在冬季和夏季工况的理论循环性能,对比分析了各系统的变工况特性。结果表明:R410A和R32的单位容积制热量较高,这有利于减小压缩机的功耗和体积;R290和R32的单位质量制热量较高,能够有效降低工质充注量,进而增加系统安全性。随着蒸发温度升高,各工质系统制热系数均不断增加;随着冷凝温度升高,各工质系统制热系数均不断降低;过热度变化对各工质系统制热系数影响很小,而过冷度增加可以提高各工质系统制热系数。对于6种工质热泵热水器系统,蒸发温度在冬季工况对R32系统制热系数影响最大,当蒸发温度由-14℃升至-6℃,R32系统制热系数提高21.8%,夏季工况蒸发温度对R22系统制热系数影响最大,当蒸发温度由16℃升至24℃,R22系统制热系数提高22.1%。对应于冬季工况和夏季工况,冷凝温度和过冷度变化对R410A系统制热系数影响最大。     

R1234ze(E)与R32混合工质在热泵系统中替代R410A的实验研究

新型制冷剂R1234ze(E)因较低的GWP备受制冷行业关注,其与R32的混合工质作为热泵系统制冷剂的研究也在逐步展开,本文以R1234ze(E)/R32(质量配比:27%/73%,命名为L-41b,GWP=493)混合工质为研究对象,在人工环境室中设计并搭建了空气源热泵测试系统,对比研究了L-41b与R410A在热泵系统中的性能系数COP、压缩机功耗、制热量、排气温度和循环压比。结果表明:当恒定冷凝温度,蒸发温度从5℃增加到13℃时,R410A和L-41b的COP偏差从8.6%缩小到2.8%。当恒定蒸发温度,冷凝温度从30℃提高到42℃时,L-41b的运行性能系数COP的降幅小于R410A,变工况实验表明在相对高温区L-41b替代R410A具有较好的替代性能。     

两种自然冷源过冷对热泵制热性能影响的对比

利用自然冷源过冷能够改善热泵的低温制热性能。本文提出主路过冷和辅助回路过冷两种利用自然冷源过冷的循环原理,对其进行理论分析,并搭建了实验台。针对R32为工质的蒸气压缩式热泵进行实验,研究热泵在主路过冷、辅助回路过冷及单级运行模式下,排气温度、制热量、制热COP等参数的变化规律。结果表明:在冷凝温度为40℃,蒸发温度为-20～5℃,吸气过热度为5℃的条件下,当过冷体积流量增加0.02 m~3/h时,主路过冷系统与辅助回路过冷系统的排气温度分别降低6.8℃和8.2℃;制热量分别降低6.4%和10%;制热COP分别降低2.5%和5%。     

R410A风冷热泵冷热水机组变环境温度制热运行特性分析

对以R410A 为制冷剂的风冷热泵冷热水机组完成了变环境温度制热运行的实验.在环境温度为7--10℃的范围内,进行了机组制热量、输入功率、COP、压比、排气温度、吸气温度、过冷度、过热度等特性随环境温度变化的测试,分析了 R410A 机组在变环境温度下制热运行的特性,为R410A 机组的设计与工程应用提供了实验参考依据.     

R454B风冷涡旋式冷水(热泵)机组性能分析

对R410A和R454B在风冷涡旋式冷水(热泵)机组上进行性能对比测试，结果表明：在ASHARE额定工况下，R454B充注量约为R410A的83%;R454B制冷量较R410A低1.5%,制冷COP提高4.1%;R454B制热量较R410A低约1.6%～2.3%,制热COP高约3.1%～3.7%。另外，由于R454B排气温度较高，导致压缩机的运行范围略小于R410A。     

高温压缩机变转速的复叠式热泵系统性能实验研究

为研究变转速压缩机对复叠式热泵系统的影响,本文搭建了高温压缩机变转速的复叠式热泵实验台。通过实验研究了不同运行工况下系统排气温度、中间温度、制热量、功率及COP随高温压缩机转速的变化规律。结果表明:在冷凝温度为46℃,蒸发温度为-35℃～-10℃时,压缩机运行安全可靠;在冷凝温度为46℃,蒸发温度为-25℃,高温压缩机转速从1 200 r/min增至6 000 r/min,制热量提升了129. 7%,低温压缩机功率减少43.4%; COP随高温压缩机转速的增加呈先增大后减小的趋势,存在最大COP和对应的最佳高温压缩机转速。     

空气源热泵自然冷源过冷制热性能实验研究

冬季我国北方室外环境蕴含大量天然冷源,热力学分析表明热泵工质过冷释放的热量可以在蒸发器的等温吸热过程中获得补偿。为了研究大气自然冷源对热泵制热性能的影响,增设室外过冷器,搭建利用自然冷源过冷的空气源热泵实验装置。实验结果表明：当室外环境温度大于0 ℃,冷凝温度小于45 ℃的条件下,自然冷源过冷对热泵制热量与制热COP影响均较小,系统制热量维持在6.22 ~ 6.70 kW,制热COP维持在3.03,压缩机排气温度维持在103 ℃以下;当室外环境温度小于 -10 ℃,冷凝温度大于50 ℃时,随过冷度的增加,压缩机功率增加、排气温度显著增高,系统制热量呈先缓慢增加后减小趋势,制热COP降至2.3。基于上述研究提出一种空气源热泵过冷融霜新型除霜方式,融霜同时不停止制热。     

利用自然冷源过冷改善R32热泵制热性能的实验研究

蒸汽压缩式热泵在蒸发温度低时排气温度很高,严重影响机组运行的稳定性,特别是R32工质。提出利用自然冷源过冷的方法改善其低温制热性能,并搭建了实验台。对以R32为工质的蒸气压缩式热泵进行了实验,研究热泵在过冷及普通工况下,排气温度、制热量、制热COP等参数的变化规律。     

滑板补气滚动转子式压缩机性能试验研究

针对采用常规滚动转子式压缩机的空气源热泵系统冬季制热量不足,在极限制冷、制热工况下制热与制冷性能较差的问题,研发带有滑板补气结构的滚动转子式压缩机并对其进行测试。结果表明:与相同气缸容积的单级压缩机相比,在蒸发温度为-10℃,冷凝温度为45℃和过冷度为5℃的条件下,滑板补气滚动转子式压缩机的制热量提升12.4%,制热COP提升2%,制冷量提升13%,制冷EER提升1.3%。     

R134a和R22在水源热泵应用中的性能研究和比较

用R134a和R22作为制冷剂在相同的水源热泵系统里进行实验,对比研究了各自的性能及其冷凝出水范围。实验结果表明:在相同的蒸发进水温度和冷凝出水温度下R22有着较高的制热量,高约30%,但是R134a的COP相对较高,高约5%;特别是在高温时R134a的压比以及功耗都在正常的工作范围内。     

R417A热泵热水器性能及螺旋套管冷凝器换热研究

本文以R417A为工质,在冷凝器不同进水温度、不同进水体积流量时,测试了空气源热泵热水器的运行性能及螺旋套管冷凝器的换热特性,为制冷空调及热泵系统的工质替代提供参考。实验工况为:冷凝器入口水温20～55℃,冷凝器进水体积流量为0.6～1.0 m~3/h,环境温度分别为15、29℃。结果表明:冷凝器进水体积流量一定时,随入口水温的升高,冷凝器总换热量、总传热系数减小,压缩机排气压力、输入功率增大,热泵热水器制热量、制热性能系数COP下降。冷凝器入口水温一定时,随进水体积流量的增加,冷凝器总换热量、总传热系数增大,压缩机排气压力、输入功率减小,热泵热水器制热量、COP增大。实验工况范围内,与环境温度为15℃相比,环境温度为29℃时的冷凝器总换热量、总传热系数、排气压力、吸气压力、输入功率、制热量、COP均较高。     

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,测得压缩机吸/排气温度、蒸发温度、冷凝温度、制热性能系数,并用数码相机对室外侧翅片管蒸发器的结霜情况进行记录。实验数据和结果表明,在高/低温工况下,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。     

带废热回收的家用热泵热水装置实验研究

为回收家庭洗浴废水中的废热,提高能源利用率,本文设计了一种带废热回收的热泵热水装置,并通过搭建实验台研究了该装置制取热水的循环性能。在进水温度为16℃,出水温度为36～46℃时进行实验测试,研究制热量、制热COP、压缩机功率、出水量等参数随出水温度和制冷剂充注量的变化规律。实验结果表明:适当提高制冷剂充注量有利于制热量、制热COP的稳定,在最小的制冷剂充注量为1.4 kg时,获得最大制热量为7.9 k W,制热COP为7.7;在出水温度为36～46℃,随出水温度的升高,压缩机功率增大,出水体积流量下降。该装置能够有效回收废水中的热量,制热量稳定在约7.5 k W,制热COP大于6.0。     

R404A与CO2复叠式制冷系统的理论分析

本文针对所建立的新型R404A／CO2复叠式制冷设备进行了理论研究,该系统可提供零下40℃以下的低温环境。根据R404A和CO2的物性特征及复叠式循环流程,通过数值模拟寻找一定工况下CO2低温级的最佳冷凝温度及二者的最佳质量流量比,分析冷凝蒸发器的工作温度、CO2侧蒸发温度、R404侧的冷凝温度等对R404A／CO2复叠式系统COP的影响。结果表明,为了提高循环效率并保证循环的安全运行,应尽可能地升高低温段蒸发温度、降低高温段冷凝温度,缩小冷凝蒸发器的传热温差,环保工质R404A和CO2的复叠式制冷系统在低温制冷条件下有良好的发展前景。     

压缩机频率对R410A/R410A复叠式制冷系统性能的影响

为了研究压缩机频率对R410A/R410A复叠式制冷系统性能的影响,本文实验研究了系统温度、压缩比、性能系数COP随不同高(低)温级压缩机频率的变化。结果表明:在同一工况下,低温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度升高2.36℃,高低温级压缩比的差值降低44.6%;高温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度降低3.7℃,高低温级压缩比的差值增加58.5%。高温级频率变化时系统复叠温差较小,系统性能系数COP高于低温级频率变化下的系统COP。在高(低)温级压缩机频率为53 Hz时,系统复叠温差最小,系统COP最优。     

电动汽车引射热泵空调系统性能实验研究

针对已提出的电动汽车引射热泵空调(EHPAC)系统进行改进，将车内、外侧换热器设计成前后排分离的形式，并加设引射器，形成梯级蒸发并回收膨胀功，从而提高系统的性能。实验研究了夏季及冬季工况下车内、外温度对EHPAC系统制冷及制热性能的影响，验证了引射器的使用可大幅提高汽车热泵系统的制热性能。将EHPAC系统与传统热泵系统(THPAC)进行对比，结果表明：对不同的车内、外温度工况，EHPAC系统的制冷及制热性能均优于THPAC系统，制冷量提高约21.5%～35.7%、制冷COP提高约13.1%～21.7%、制热量提高约4.4%～14.5%、制热COP提高约11.3%～18.3%。同时表明车内温度的改变对EHPAC系统性能的影响比车外温度的影响更大。     

NH3/CO2复叠系统性能分析

基于氨/二氧化碳复叠系统理论循环,研究了低温级蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发换热温差对各过程损率、循环效率和COP的影响。低温级蒸发温度升高,蒸发过程损失减小明显,循环效率和COP增加;低温级冷凝温度升高,循环效率和COP均呈先上升后下降趋势,最优的冷凝温度为-10℃;冷凝蒸发换热温差,对循环效率和COP具有重要影响。     

带闪蒸器补气的R134a准二级压缩制冷/热泵系统实验研究

为增加空气源热泵运行的稳定性及提高其性能系数,本文提出了以R134a为工质的涡旋压缩机闪蒸器补气制冷/热泵系统。搭建了实验台对压缩机排气温度、功耗、制冷量、制热量及制冷、制热性能系数进行研究。结果表明:当冷凝温度为45℃,蒸发温度为-20~0℃时,与采用相同工质的单级系统相比,补气系统的排气温度降低了6.2℃,功耗增加1.4%~2.8%,制冷量和制冷COPc分别提高19.8%和17.6%,制热量和制热COPh分别提高15.3%和13.2%。     

二甲醚作为中高温热泵工质的性能分析

对二甲醚（DME）作为中高温热泵工质的热工性能进行计算与分析,与传统热泵工质R22,R134a及自然工质R600a进行对比,并对变工况（冷凝温度75～95℃,固定循环温升45℃）进行理论计算。计算结果表明,DME制热性能参数与R134a接近,但COP值高于R134a,单位容积制热量在高温工况下具有更出色的性能。而且DME的GWP与ODP值均接近零,可作为绿色环保替代工质直接充注至R134a热泵系统,并可应用于中高温环境。