室外换热器脏堵对空气源热泵夏季运行性能影响的实测研究

夏季室外换热器脏堵是空气源热泵在实际应用中最为常见的问题。为定量揭示脏堵对空气源热泵夏季运行性能的影响,本文对室外换热器分别处于脏堵和非脏堵下的两台空气源热泵机组进行了现场测试。在常温运行工况下,对比分析了脏堵和非脏堵下机组的运行特性和供冷特性,揭示了脏堵导致软故障下机组的性能劣化程度;在高温事故工况下,分析了脏堵导致硬故障下机组的高压停机事故特性。研究结果表明,在29~35℃常温运行工况下,脏堵导致机组的风量、压缩机吸排气温度及压力等运行特性参数分别出现11%~147%不同程度的劣化,压缩机功率升高13%~21%,制冷能力下降5%~18%,COP衰减18%~28%;在35~37℃高温事故工况下,脏堵导致机组发生高压停机事故,频率高达2.5次/h。本文研究对了解室外换热器脏堵导致的空气源热泵实际运行性能劣化与危害程度具有重要参考意义。     

北京地区空气源热泵低温工况下运行性能的实测研究

为进一步揭示空气源热泵在实际工况下的运行性能,掌握其低温运行特性,本文在2015~2016年供暖季针对北京地区某办公楼空气源热泵系统进行了为期80 d的现场测试,对系统长期运行性能进行整理,并重点分析了持续3天低温黄色寒潮预警期内系统的实际运行性能。测试结果显示:测试期内机组日平均制热量为15.2 kW,日平均能耗量为0.56 kW·h/m~2,COP为2.77;低温工况下,环境温度在-15.2~-5.1℃内波动,最冷工况下机组排气温度平均值为118.5℃,最高达到124℃,且排气温度超过120℃的运行时间占25%;平均压缩比为11,最高达到11.8,机组平均制热量10.7 kW,最低制热量8.8 kW,衰减幅度达55%,平均COP为1.96,最低COP仅1.49。研究结果为掌握空气源热泵冬季供暖期实际运行性能及低温运行特性提供了必要的实践数据。     

空气源热泵机组新型低温运行工况稳态特性研究

双级耦合热泵供暖系统中,空气源热泵作为一级侧机组,工作于一个全新的低温运行工况中。本文利用已建立并通过实验验证的空气源热泵机组稳态仿真数学模型,对机组在新工况与常规工况下的低温稳态特性进行了计算机仿真。结果显示,在新工况下,空气源热泵性能显著改善,机组低温运行范围有效扩大,满足作为双级耦合热泵供暖系统低位热源的需要。此研究可为新系统的推广奠定可靠的理论基础。     

严寒地区某办公建筑空气源热泵系统供暖季运行性能分析

空气源热泵作为清洁能源应用的重要组成部分,在我国北方地区大范围推广使用,由于严寒和寒冷地区室外温度过低,低温空气源热泵在实际运行中出现性能系数过低、机组和水泵耗电量偏大等问题。本文针对严寒地区某办公建筑空气源热泵供暖季进行长期监测,分析热泵实际运行特性和系统性能,探究空气源热泵实际运行效果偏低的原因,实测分析表明,热泵供回水平均温度为32.98℃和30.26℃,室温保证率为84%,经贡献率修正指数heat修正后为75%,热泵机组COP为1.55;机组启停频繁、热泵输配系统能耗过高以及机组制热量和建筑瞬时负荷不匹配均为性能系数偏低的关键因素。     

防霜低温空气源热泵运行特性研究

提出了一种具有防霜功能的低温空气源热泵系统新流程,开展了防霜低温空气源热泵样机在低温环境下不同喷气增焓运行模式的对比特性以及结霜工况下防霜特性的实验研究。研究结果表明,采用合理的喷气增焓运行模式有利于提高系统的可靠性以及系统供热性能系数;同时,防霜盘管能够有效延缓热泵机组结霜现象,但必须合理平衡供热量和防霜热量之间的关系,以达到可靠性和高效运行双重目的。     

闪发式低温空气源热泵的试验研究

带有闪发器的空气源热泵系统是解决空气源热泵低温适用性的有效手段之一.本文针对带有闪发器的低温空气源热泵机组开展了试验研究.研究发现,在环境温度低于3℃时,带有闪发器的低温空气源热泵系统的蒸发压力随着室外空气温度的降低而降低,制热量和COP随着室外空气温度的降低而降低的速度较慢,在- 15℃时其性能系数仍能达到2.03,是一种能够保证空气源热泵系统低温工况下的高效运行的手段.     

低温太阳能热水辅助空气源热泵系统制热系数实验分析

空气源热泵在冬季运行工况中,由于系统蒸发温度低,导致系统制热效率下降。为解决这一问题,本实验尝试对空气源热泵系统进行改造,添加了低温太阳能热水辅助系统,并对该系统运行工况进行了测试。同时,通过对比分析低温太阳能辅助系统和空气源热泵系统的循环工质温度、压力和能耗,我们不但得出影响热泵机组冬季性能的主要因素,而且得到了该系统最优集热温度和热泵工质循环温度的变化规律,并且也从理论上对空气源热泵和低温太阳能热水辅助空气源热泵的压缩比和COP值进行分析,给出了影响压缩比和COP值的关键参数,以及指出如何提高热泵机组COP值的方法。最后提出了如何提高机组制热性能的关键性措施,为以后的实际应用和研究提供了参考。     

某工程复合热泵空调系统探究

结合实际工程对复合热泵空调系统进行了探讨分析,通过一级空气源热泵机组与二级地源热泵机组的双级耦合运行达到节能互为补充的目的。空气源热泵机组外部设置了防风雪空气导流罩、阳光集热室及蓄热水箱,实现了空气能和太阳能的双重利用。空气源热泵机组置于集热室中,能够将外界的热量集合于集热室内,确保冬季低温、高湿、风雪天气下结霜少、化霜快,从而能够轻松应对低温、风雪、雾霾天气,减少能量损失,并保证系统高效稳定运行,同时还能够显著延长空气源热泵机组、附属设备及管道阀件的使用寿命、有效降低机组运行噪声,提高了空气源热泵在冬季的运行效率。     

低温空气源热泵供热方式在北方供暖地区的适宜性研究

低温空气源热泵作为高效、清洁的供热方式日益受到关注。为分析低温空气源热泵供热方式在北方寒冷地区居住建筑中的应用适宜性,本文以北京地区的居住建筑为研究对象,采用模拟分析的方法,比较研究低温空气源热泵供热方式与北方地区传统供热方式在一次能源消耗、二氧化碳排放量、初投资及运行费用等方面的差异。相对传统供热方式,在适宜应用的场合,低温空气源热泵供热方式具有明显的节能及环保优势。     

变频空气源热泵结霜工况动态运行特性的现场实测研究

空气源热泵结霜过程会恶化机组的运行性能,制约其长效运行,而变频空气热泵在结霜工况下运行时,由于机组自身的动态调节,表现出不同的运行特性。为探究变频空气源热泵在结霜工况下的动态运行特性,本文在标准融霜工况下,对变频空气源热泵从初始时高转速运行到稳定时低转速运行的动态调节过程进行了现场实测研究。测试结果表明:机组压缩机的降速调节会改善机组结霜程度,提升机组供热能效的效果,压缩机转速每降低1 rps,平均结霜速率会减小0. 01 g/(min·m2),结除霜过程总能效比能升高0. 02。测试共经历了5个结除霜循环,压缩机平均转速从77 rps逐渐降至57 rps,平均结霜速率降低了41%,结除霜过程总能效比提高了30%。本文研究可为变频ASHP在结霜工况下实际运行性能的优化提供参考。     

提高空气源热泵热水器低温环境性能理论分析

空气源热泵热水器的低温适应性是保证机组整体性能的重要前提。本文分析了机组在低温工况下的常见问题,简述了国内外对机组低温工况所作的研究。并以补气增焓法为例,指出这种方法能够有效地提高系统低温工况下的制热量,防止压缩机排气温度过高,保证机组低温工况的运行稳定性。     

寒冷地区空气源热泵耦合太阳能集热器系统供暖季运行能效评价

近年来寒冷地区空气源热泵热水器使用逐渐增多,多能联合分户供暖系统陆续出现。目前热泵热水器产品的能效采用瞬时COP表示,寒冷地区供暖季环境温度波动较大,空气源热泵系统在变工况下运行时难以用瞬时COP来表示其实际的运行能效。试验以空气源热泵与太阳能集热器耦合系统为测试平台,分别测试分析空气源热泵热水器单独供暖和空气源热泵耦合太阳能集热器系统在寒冷地区供暖工况下的制热情况。结合整个供暖季气象数据和建筑供暖负荷,计算得出供暖工况下单空气源热泵热水器运行季节能效系数SPFh为2.48,空气源热泵耦合太阳能集热器运行季节能效系数SPFs为2.70,太阳能集热器使系统供暖季节运行能效提高了8.9%。     

部分负荷下校园建筑地源热泵系统运行性能分析

本文基于上海地区某高校建筑地源热泵系统在典型制冷季的实测数据,分析了地源热泵机组在部分负荷率工况下的运行性能.结果表明:定频地源热泵机组具有制冷性能与负荷率呈正线性相关的运行特性,由于暑期部分师生离校,该地源热泵系统在典型制冷季的负荷率较低,不处于最佳运行状态,因此在校园建筑空调系统机组选型时应考虑到因假期导致负荷率下...     

川西藏区空气源热泵运行优化研究

本文基于TRNSYS软件动态模拟平台建立完整的空气源热泵系统模型,结合川西藏区结霜频率的时空分布特征对其聚类中心城市红原、康定、石渠、乡城在典型供暖季全天和蓄热两种运行工况下进行模拟。通过对比两种工况下空气源热泵系统的各种能耗,制热量及系统COP的大小,得出蓄热运行工况下系统COP较高,节能率依次为15.42%、16.30%、16.67%、12.86%,最终提出川西藏空气源热泵运行优化的策略是使机组在蓄热工况下运行。     

双工况直流变速空气源热泵控制研究

针对空气源热泵在多工况下压缩机频繁启停造成的能耗和压缩机直流变速控制在不同工况下良好的转换特性,通过研究,设计了满足空调和生活热水两种不同工况的直流变速控制空气源热泵。对机组的主要部件进行了分析并实施控制策略。通过机组的可行性实验,得出如下结论:机组双工况之间可自由切换,机组在制冷、制热工况下,不同的压缩机频率运行可满足使用负荷的需求,运行平稳、节能。     

复叠式空气源热泵低温适应性研究

为改善空气源热泵机组的低温适应性,设计和研制了单双级复叠式空气源热泵机组试验样机,在不同室外低温环境工况下,对样机的性能参数进行了实验测试,分析了机组在单、双级制热模式下,系统制热性能的变化规律及影响因素。研究结果表明:在室外环境温度低于0℃时,采用双级复叠式热泵制热模式,机组将得到更经济、更可靠的运行状态。与此同时,确定室外温度为0℃,作为该系统单、双级切换运行的控制条件。     

空气源热泵-电磁能耦合供热系统模拟研究

采暖问题始终是社会关注的热点问题,能源使用效率低是制约采暖的主要因素之一。空气源热泵是一种高效清洁能源,其缺点为运行能效受冬季室外低温影响产生结霜现象,进而影响机组运行。通过TRNSYS模拟软件对空气源热泵与电磁能耦合的供热系统进行模拟研究,系统形式为空气源热泵与电磁加热器并联,耦合供热系统的采暖季平均COP为2.1,供暖水温达到45℃以上。结果表明,耦合供热系统的运行效果优于单一能源。此耦合供热系统供热效果良好,并为解决空气源热泵在严寒冬季停止运行的问题提供技术参考。     

单、双级变频压缩低温空气源热泵制热性能及供暖效果对比分析

分别针对单级压缩、双级增焓压缩转子式低温空气源热泵机组,进行了制热工况性能对比测试。测试结果表明,电辅热关闭时,双级压缩低温空气源热泵机组的COP比单级压缩机组提高22%~40%左右。可见,双级压缩低温空气源热泵制热性能比单级压缩热泵机组有较大提高,是一种经济性较好的辅助热源,可作为我国北方寒冷地区村镇住宅供暖采用清洁能源加低温空气源热泵补热系统的较优组合方案。     

基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统应用研究

严寒及部分寒冷地区的地源热泵系统存在冷热失衡问题,对基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统进行研究。在供暖季,室外温度较高时,运行空气源热泵机组来满足建筑热负荷需求,而室外温度较低时,运行地源热泵机组,以此空气源热泵机组承担部分建筑热负荷,减少地源热泵系统取热量。在过渡季,空气源热泵机组作为辅助热源,通过对土壤进行蓄热,进一步降低地源热泵系统冷热不平衡。以北京某项目为例进行分析,其结果为:相比于单一地源热泵系统,基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统通过空气源热泵机组合理、优化运行,可有效减少地源热泵系统取热量,保证地源热泵系统冷热平衡。基于空气源热泵辅热的复合地源热泵系统的供暖综合能效比为2. 3,相比市政热力供暖仍具有一定节能性。     

夏季工况空气-土壤源热泵系统能效分析

采用试验方法,针对夏季工况,对空气-土壤源热泵机组分别在单纯空气源热泵运行模式、单纯土壤源热泵运行模式、空气-土壤源热泵运行模式下的制冷性能系数、能效比进行了实测比较。空气-土壤源热泵运行模式下的制冷性能系数、能效比较高,有利于改善土壤热平衡。