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.     

热泵空调器冬季制热量衰减的试验研究

通过焓差试验台和热泵性能测试系统,对热泵空调器在冬季低温工况下的运行特性进行研究,获得了压缩机吸气,排气压力、蒸发温度、制热量、COP的变化曲线.试验结果表明,室外换热器结霜,压缩机性能降低、换热器前后空气焓差的减小是造成制热量衰减的主要原因;结霜的程度不但与环境气温有关,还受相对湿度的影响;适合定频机正常工作的环境温...     

太阳能辅助CO_2热泵系统回热器设计及实验研究

在CO2跨临界循环系统中,节流损失相对较大。通过增加回热器的方法以提高跨临界CO2热泵系统的COP。根据相关的换热关联式对CO2热泵系统的回热器进行了设计计算并且进行了相关的实验研究。计算得到的回热器,长度为1.27 m,内管内径6 mm,外管内径13 mm,壁厚1 mm。并且在相同环境工况下,利用自行搭建的CO2热泵系统实验台,分别在有回热器与无回热器时进行了实验研究。实验结果表明:当系统引入回热器后,压缩机排气压力、温度上升,压缩机耗功上升速率加快,制热量增加速率亦加快,且制热量增加速率大于压缩机耗功增加速率,系统制热COP增加,带回热器时系统平均COP达到3.34,无回热器时系统平均COP为3.03,提高约10.2%。     

热泵热水器系统稳态优化控制方案的研究

在变频热泵热水器系统基础上提出一种优化节能控制方案,对水泵、风机和压缩机部件都应用变频器实现无极调速,这样就增加了装置的自由度和灵活性。在水泵、风机和压缩机部件转速和压力极限值的约束条件下,外界温度环境和负荷在正常变化范围内。使用最小轴功率法,以三者之间所消耗的轴功率最小为目标函数,使用线性和非线性规划的方法找出最优解[1]。最后得到最优化的蒸发压力值使耗功最小,达到节能效果。     

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。     

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。     

直流变频热泵热水器系统性能的影响因素研究

对R410a直流变频热泵热水器系统性能的影响因素进行了试验研究。结果发现：环境温度、进水温度不变时,在相同的水温温升区间内,压缩机以较高频率运行,膨胀阀保持相应的开度时,可以使系统的加热时间最短,耗电量最低。同时为了降低排气压力,随水温升高,压缩机频率应随之降低,电子膨胀阀应增大开度。另外,在环境温度22℃、进水温度2...     

太阳能与空气源双蒸发器热泵复合供能系统性能实验研究

将基于平板微热管阵列的水冷PV/T集热器与双热源热泵相结合,提出1种太阳能与空气源双蒸发器热泵复合供能系统,该系统可实现多种运行模式的切换,以满足复合建筑的供热、供冷、热水和部分电力需求。实验主要针对于冬季制热工况和夏季供冷工况进行实验研究,分别从室外温度、太阳辐照度、热泵COP、制热量、集热效率和发电效率等方面对系统性能进行分析。实验结果表明,冬季制热实验时,空气源热泵制热、PV/T联合水源热泵制热和PV/T联合双热源热泵制热工况下COP分别为2.15、2.5和2.6,均能满足冬季室内的采暖要求。PV/T联合水源热泵制热和PV/T联合双热源热泵制热实验的平均发电效率和集热效率分别为12.1%和48.6%,11.3%和38.8%。空气源制冷实验时,热泵的EER平均为2.08;制冷兼制热水模式实验时,热水作放热源阶段的EER平均2.26,空气作放热源阶段的EER平均为1.96。     

循环加热式冷凝热回收系统的实验研究

随着经济发展和生活水平的提高,人们更加重视室内环境,以生活热水的需求也越来越多,导致空调器和热水器的使用量逐年增加,而这些白色家电的使用消耗了大量的一次能源。针对目前能源紧缺和热泵的发展现状,笔者搭建了带冷凝热回收的多功能热泵空调系统,并对循环加热冷凝热回收模式进行了实验研究,分析了加热不同体积热水和不同循环水流量工况下压缩机吸、排气压力,压缩机功率,以及水温变化和系统的COP值。     

污水源热泵机组冬季运行工况实测与分析

以采用城市原生污水为热泵冷热源的北京悦都大酒店的热泵机组为研究对象,测试了机组的污水进出口温度,蒸发器侧、冷凝器侧的进出口温度争压缩机的耗电量,根据测试数据考察了热泵机组在以城市污水为热源时的工作性能.测试期间机组运行稳定,冬季的平均制热性能系数COP为3.71,测试分析结果可供污水源热泵系统的设计和工程应用参考和借鉴.     

变频双级压缩空气源热泵系统中间喷射状态对性能的影响研究

双级压缩空气源热泵是应用在低温室外环境下供暖的一种高效节能的热源,在我国寒冷地区逐渐获得推广使用,其可靠性和高效性主要依赖于中间压力等相关参数。采用带有中间换热器的双级压缩空气源系统作为研究对象,首先建立并验证了相关数学模型,然后分别研究了中间压力、中间换热器换热面积及其过热度与系统性能之间的关联规律。模拟结果显示中间过热度在一定范围内对系统COP几乎没有影响,在达到一定数值之后COP才明显下降;随着中间换热器面积的增加,系统COP先随之增长而后趋于平稳;最优COP对应的中间压力处于一个区间,在冷凝温度一定时蒸发温度越低中间压力对COP影响越显著;对于相同的蒸发压力,较高的冷凝温度相比于较低的冷凝温度条件下最优COP对应的中间压力范围要宽一些。在引进压缩机变频对其效率的修正之后,发现压缩机的变频调节对关联于系统最优COP的中间压力平缓区产生一定影响,且使COP的模拟值更接近于实测数据。     

三套管蓄能型太阳能与空气源热泵集成系统运行特性的实验研究

本文针对三套管蓄能型太阳能与空气源热泵集成系统建立了实验台,通过实验验证了这一新型系统在蓄冷模式下的运行特性。在蓄冷模式下,压缩机的蒸发压力和冷凝压力变化平缓,压缩比在3～3.6之间;系统换热效果良好,运行稳定。另外,实验还验证了三套管蓄能换热器作为蓄能装置的蓄能能力。在实验测得了冷凝热量和压缩机耗功的基础上,通过计算得到了蓄冷量,这一参数值与随后进行的取冷实验的取冷量之间可以满足能量守恒定律。在整个实验过程中,压缩机的COP在2.02～2.79之间,证明了三套管蓄能型太阳能与空气源热泵集成系统在蓄冷模式下可以安全、可靠地运行。     

新型太阳能光伏—热泵复合建筑供能系统及其性能实验研究

将基于平板微热管阵列技术的新型水冷光伏光热(Photoveltaic-thermal,PV/T)系统与双热源热泵相结合,提出1种新型太阳能光伏—热泵复合建筑供能系统。本文介绍了该复合建筑供能系统的组成、工作原理、运行模式及实验台的设计,并对PV/T系统与双热源热泵联合运行模式进行了实验研究与性能分析。PV/T系统峰值功率为1 170 W,压缩机功率为1HP的系统,在室外环境平均气温为4.0℃,平均辐照度684 W/m2条件下,热泵平均制热COP为2.7,平均发电功率为620.5W,平均发电效率为11.7%,全天(9:00~15:00)发电量为4.39 k Wh,平均集热效率为22.3%,光伏光热综合效率为34.1%。实验结果表明该系统能充分利用太阳能和热泵各自优势,通过能源互补,提高系统综合利用效率,满足建筑所需的多种用能需求,在推广可再生能源利用和建筑节能方面具有重要意义。     

新型太阳能-空气复合热源热泵热水系统实验研究

基于新型复合热源换热器,将水冷式微热管阵列光伏光热(MHPA-PV/T)集热器与空气源热泵相结合,提出了1种新型太阳能-空气复合热源热泵热水系统,并对其进行了实验研究。研究结果表明,在环境温度10℃、太阳能热水温度15℃、循环流量250 L/h时,复合热源供热的热泵平均COP约为3.26,比相同环境温度下空气供热模式的热泵提高了9.4%,缩短了13.3%的加热时间。     

新型太阳能-空气双热源直膨热泵系统运行性能研究

本文将基于微热管阵列的光伏光热组件作为蒸发器与热泵技术相结合,提出了1种新型太阳能-空气双热源直膨热泵系统,对其运行性能进行了实验研究。研究表明,随太阳辐照的增加,其电效率和COP逐渐增加,热效率和综合效率逐渐降低;随环境温度的增加,其电效率逐渐降低,热效率、综合效率和COP逐渐增加。在供热工况下,太阳能-空气双热源模式更适合在低太阳辐照、高环境温度条件下运行;而太阳能单热源模式则更适合在高太阳辐照、低环境温度条件下运行。相比于燃气热水器、电热水器和空气源热泵热水器,该系统具有较好的经济性。     

辅助热源对主动式太阳能供暖系统节能性的影响

根据太阳能贡献率和辅助加热设备的能源效率,将系统的能耗折算成一次能源,分析不同辅助热源对太阳能供暖系统节能性的影响,认为主动式太阳能供暖系统要达到节能效果必须满足一定的前提条件。研究结果表明:辅助热源方式和太阳能贡献率对系统的节能性影响很大;相对于燃气锅炉单独供暖,电加热辅助太阳能供暖系统只有在太阳能贡献率高于65.4%时才节能,而大多数系统的太阳能贡献率很难达到这么高,因此要尽量避免使用;热泵辅助太阳能供暖系统在大多数情况下都是节能的(热泵的平均COP=2.5时,太阳能贡献率需高于7%);采用平均COP高于3.0的热泵或采用燃气锅炉作为辅助热源时,系统都是节能的,太阳能贡献率越高,节能效果越明显。     

双级压缩空气源热泵制热性能仿真优化

建立了变容量双级压缩热泵系统的仿真模型,通过实验数据对仿真模型进行了验证,并利用仿真模型对该系统进行了运行优化分析。结果表明,在冷凝工况固定时,低压级压缩机最优运行频率与环境温度近似呈线性变化,且随环境温度降低而增加;实际运行最优中间压力高于几何平均压力,其比值在1.20~1.56之间变化;所建立的低压级压缩机最优运行频率回归公式以蒸发、冷凝温度或蒸发、冷凝压力为变量,形式简单但具有足够的精度满足运行控制的需要。     

基于遗传算法的CO2热泵热水器系统优化研究

本文提出一种基于遗传算法的跨临界CO_2热泵热水器系统的优化方法。采用固定压缩机排气压力的方式,使用MATLAB对热泵热水器系统建立了仿真模型,并以实测数据验证了该模型的可靠性。以系统性能系数COP为目标函数,选择制冷剂质量流量M_r,气冷器管长L_g以及蒸发器管长L_e为优化变量,在不同的工况下采用遗传算法对原实验用CO_2热泵热水器系统进行优化,结果表明,该优化方法可以优化原设备管长,提高系统COP。     

热回收装置对多功能热泵系统的节能效果分析

本文提出了新风除湿生活热水三位一体多功能热泵系统,能够实现制冷,制热以及生产生活热水.选取广州、 上海、 杭州、 长沙等四个城市作为研究对象,分析显热交换器,全热交换器在全年的节能量以及对压缩机耗功的影响.结果表明显热交换器节能效果不如全热交换器,且与运行模式有关.压缩机耗功变化也与运行模式有关.     

热回收装置对多功能热泵系统的节能效果分析

本文提出了新风除湿生活热水三位一体多功能热泵系统,能够实现制冷,制热以及生产生活热水.选取广州、 上海、 杭州、 长沙等四个城市作为研究对象,分析显热交换器,全热交换器在全年的节能量以及对压缩机耗功的影响.结果表明显热交换器节能效果不如全热交换器,且与运行模式有关.压缩机耗功变化也与运行模式有关.