R134a空气源热泵热水器实验研究与性能分析

对一台工质为R134a的空气源热泵热水器样机进行了实验测试,研究了在环境温度为20/15℃工况下,最佳充灌量(1500 g)的70%,85%,100%和115%下的系统特性,并在最佳充灌量下研究了膨胀阀开度分别为30%,45%,60%时的系统性能。结果表明系统性能随充灌量增加呈先增大后减小趋势。膨胀阀开度对系统逐时COP影响较大,在水箱温度超过32℃时,增大膨胀阀的开度可以提高系统的COP。此外,基于实验研究,论文对系统损失进行了分析。结论表明系统主要的损失分布在压缩机和冷凝器。系统效率随着水箱温度的升高而不断减小,在开度为30%和60%下,系统效率分别下降约8%和10%左右。     

基于变频压缩机的跨临界CO_2热泵热水器名义工况的试验研究

搭建基于变频压缩机的跨临界CO_2热泵热水器试验台。在系统制冷剂充注量为950 g,测试工况为名义工况的前提下,分析电子膨胀阀开度和压缩机运行频率对系统参数,包括压缩机吸气温度和压力,排气温度和压力,系统制热量和制热性能系数COP_h的影响。试验结果表明:随着电子膨胀阀开度的增大,压缩机吸气温度降低,吸气压力升高,而排气温度和排气压力趋势性走低,中间偶有起伏;制热量随着电子膨胀阀开度的增大逐渐降低,制热性能系数COP_h在电子膨胀阀一定开度范围内存在一个最优值;压缩机吸气温度受频率的影响较小,吸气压力则随着频率的增加而降低,排气温度和排气压力均随频率的增加而升高;制热量随着频率的升高而增大,制热系数COP_h最大值出现在低频率范围。     

制冷剂充注量及毛细管长度对空气源热泵热水器性能的影响

对一台空气源热泵热水器进行制冷剂充注量和毛细管长度的性能匹配试验。试验结果表明:在试验所取的制冷剂充注量和毛细管长度范围内,随着制冷剂充注量增大,制热量和COP先增大后减小,功耗则不断增大;随着毛细管长度增大,制热量、功耗和COP均是先增大后减小;当系统在最佳匹配时,COP达到4.14 W/W。制冷剂充注量和毛细管长度对制热量的影响相对较大,对功耗的影响相对较小,当制冷剂充注量和毛细管长度发生变化时,在差异程度最大时,制热量的变化率比功耗的变化率分别高183.3%和82.4%;在制冷剂充注量较大时,COP会明显下降。当制冷剂充注量较大时,在运行前期的水温增长速率比制冷剂充注量较小时高,在运行后期(约60 min以后)反而比较低。     

电子膨胀阀开度对R32水源热泵系统性能的影响

以R32为制冷剂的变制冷剂流量(VRF,Variable Refrigerant Flow)转子式水源热泵系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度(从6%到60%),对在不同压缩机频率(从40Hz到60Hz)下热泵系统性能的变化进行了实验分析。结果表明:在压缩机吸气口由过热状态向带液状态转变的过程中,电子膨胀阀开度的调节范围呈先减小后增大的变化趋势;随着电子膨胀阀开度的增加,系统的压比持续下降;在压缩机少量吸气带液(0. 98相似文献   

低频率下电子膨胀阀调节对制冷系统性能的影响

以R32变制冷剂流量制冷系统实验装置为研究对象,通过改变变频压缩机频率和电子膨胀阀开度,对低频率下电子膨胀阀调节对系统性能的影响进行了实验分析。研究结果表明:1)系统制冷量和质量流量在各频率下变化规律相同;2)当控制蒸发器出口过热度在2 K附近时,低频率范围(25~35 Hz)内存在一个最佳频率点,与其他各频率相比,其系统COP最高;3)低频率下压缩机在过热度0 K附近极少量的吸气带液就会对系统性能造成严重影响,这在实际运行中需要极力避免;4)低频率下(25~35 Hz)控制过热度从0 K变为10 K,电子膨胀阀调节区间为4%~9%,而高频率下(40~50 Hz)调节区间为15%~23%,提高冷冻水温度可以有效改善低频下电子膨胀阀的调节性能。以上结论可以推广到其他变制冷剂流量系统,如变频热泵空调和汽车空调等。     

电子膨胀阀调节对空气源热泵热水器性能的影响

节流装置的调节对空气源热泵热水系统的性能有着重要影响,电子膨胀阀因其调节范围广而逐渐得到应用,因此需要对其深入研究。以空气源热泵热水器实验系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度,研究不同调节方式对系统性能的影响。结果表明:1)相同膨胀阀开度下,系统制热量和系统COP随加热的进行均呈先上升后下降的趋势;不同膨胀阀开度下,在加热前期(20~30℃),膨胀阀开度越大,系统COP越大;在加热后期(45~55℃)结果相反;2)在加热过程中,各膨胀阀开度下系统COP趋势线相互交叉,由于压缩机少量吸气带液可以改善系统性能,因此交叉点与各阀开度下过热度达到0 K的点相近但并不重合;3)以水箱平均温度为控制对象调节电子膨胀阀的方法(优化1#)对系统COP的最大优化率为24.8%;以压缩机吸气过热度为控制对象调节电子膨胀阀的方法(优化2#)与优化1#系统COP相比,最大相差4.2%,且经过实验验证具有适用性。     

家用空调系统制冷剂充注量的研究

对1台制冷量为2.5kW的家用空调器进行研究,建立该空调器稳态分布参数仿真模型。研究系统中各部件的制冷剂分布情况：冷凝器中制冷剂分布最多,随着充注量的增大,冷凝器中制冷剂量增大,份额由38.6%变化到62.1%,而其他部件中制冷剂量基本保持不变。从各部件充注量变化的角度分析充注量与系统其他参数之间的关系：当充注量增加时,系统冷凝温度、冷凝压力、排气温度、过冷度增加,蒸发压力略有下降,质量流量减小,COP值先增后减。重点研究充注量、COP和过冷度3者的平衡关系。     

多功能空调热水器最佳制冷剂充注量的实验与分析

本文提出了一种新型双节流储液器,该装置可以自动调节系统的制冷剂循环量,使得多功能空调热水器能够在多种模式下稳定运行。依据于COP最大的原则,通过实验确定了多功能空调热水器在夏天单独制冷和制冷兼制热水两种模式下制冷剂的最佳充注量,实验结果表明本装置在室外环境温度为32±1℃时,夏季单独制冷、制冷兼制热水两种模式下的最佳充注量分别为6.5 kg、7.5 kg,相应的最大COP分别为3.80、5.88。当制冷剂充注量发生变化时,通过调节系统的节流阀,能够使系统的COP接近于制冷剂最佳充注量所能达到的效果。另外,考察了最佳充注量下节流阀开度对COP、过冷度及过热度的影响,当制冷剂充注量相同,制冷兼制热水模式的COP和制冷量与单独制冷模式的相比,前者更大些。实验结果显示了双节流储液器对制冷剂循环量具有调节作用,达到了节能的效果。     

动力电池液冷系统设计与试验研究

动力电池热管理对电池的运行效率、寿命、可靠性至关重要。基于客户要求设计一款额定制冷量及制热量分别约为7 kW和12 kW的热管理机组,并对其性能进行试验研究。结果表明:制冷量及COP随进水温度、进水流量的增大而增大,在压缩机转速为4 000 r/min时,制冷量最高可达9. 5 kW,COP最大可达2. 5;当环境温度在30℃以下时,COP随压缩机转速的增大先增大后减小,当环境温度在30℃以上时,COP随压缩机转速的增大而减小;系统的平均降温速率约为2℃/min;当PTC的设定功率大于6 kW时,PTC的实际功率与设定功率的误差在10%以内。     

基于“制冷剂直接冷却”方案的独立式电池冷却模块设计与试验研究

配备冷却系统能最大程度上保证新能源汽车动力电池组使用的安全、高效、可靠。本文针对汽车空调系统与冷却系统耦合常规方案的系统控制复杂、成本高等问题,设计开发了制冷剂冷却的独立式电池冷却系统,并对影响系统性能的各因素进行了试验研究。试验结果表明:该系统匹配良好,性能满足要求同时实现电池组的模块化设计,双压缩机并联系统的最大制冷量达611 W,COP为2.83。此外,外气温度、热力膨胀阀(TXV)开度、压缩机转速、冷凝风量均会影响系统制冷性能。     

电动汽车二次回路热泵空调系统性能试验研究

为了研究制冷剂充注量和环境温度对电动汽车二次回路热泵空调系统的影响规律,笔者设计并搭建了带有二次回路的热泵空调系统试验台。针对不同转速下,制冷量/制热量、COP和压缩机排气温度等参数随充注量及环境温度的变化趋势进行了试验研究,并确定标准制冷和制热工况的最佳充注量。结果表明：随着充注量的增加,蒸发器出口过热度和排气温度逐渐降低,而排气压力逐渐升高;制冷量/制热量和COP随充注量的增加而增大,并在最佳充注量处达到峰值,之后保持小幅变化。综合考虑,制热和制冷模式下系统最佳充注量分别为650 g和1 100 g。基于最佳充注量、压缩机转速为2 000 r/min时,制热模式环境温度由0℃升至12℃,制热量增加48.4%,COP_h升高8.3%;制冷环境温度由27℃升高至43℃时,制冷量和COP分别降低12.3%和44.4%。     

充注量对空气源热泵热水器性能的影响

本文通过实验比较了热泵热水器在不同制冷剂充注量下的制热性能和电子膨胀阀的调节特性,定量研究了电子膨胀阀调节方式对制热性能的影响。结果表明:阀开度16%和定过热度10℃工况下的最佳充注量均为1.1 kg,相应的最佳整体制热性能COP_a分别为3.05和3.68;过大的充注量降低了制热性能和电子膨胀阀的调节范围;与阀开度调节相比,过热度调节可避免吸气带液的发生;在最佳充注量下,对比阀开度和过热度两种电子膨胀阀调节方式得出,后者制热性能更优。     

变流量制冷系统中频率与电子膨胀阀开度的协同控制研究

针对变流量(VRF)制冷系统控制中的滞后或超调现象,本文以变频滚动转子式制冷系统为研究对象,分别通过改变压缩机频率与电子膨胀阀开度,建立了两者单独控制下的曲线拟合模型,并对不同工况下两者的同步控制方法进行了实验研究。结果表明:过热度随膨胀电子膨胀阀开度的增大而减小,在电子膨胀阀开度为28%～32%与频率为44.5～46.5 Hz时,过热度控制难度上升,通过调节冷冻水温度可改善这一状况;在一定的工况下,通过控制质量流量,可以得到频率与电子膨胀阀开度的关系式,实现电子膨胀阀开度与压缩机频率的同步控制,使系统迅速达到稳定状态。     

CO_2热泵热电池储能性能实验研究

CO_2热泵热电池系统由跨临界二氧化碳水源热泵与蓄冷蓄热装置组成,其在储能过程中系统的效率会逐渐降低。本文实验研究了CO_2热泵热电池的储能性能,分析了储冷罐、储热罐循环水体积流量、压缩机频率和电子膨胀阀开度对储能效率的影响。结果表明:低循环水流量既可使储能罐获得良好的温度分层,又能获得较大的换热量;压缩机频率越高,系统效率越大;同时电子膨胀阀开度也影响系统的储能效率。当压缩机频率为50 Hz,电子膨胀阀开度为330脉冲,储冷罐、储热罐循环水体积流量分别为0.2 m~3/h、0.1 m~3/h时,总体COP最大,为5.49。同时数学拟合了系统COP与储冷罐、储热罐出水温度、控制参数的关联式,提出了一种基于遗传算法的优化控制策略,系统总COP可达6.29。     

板翅式蒸发器液冷系统的实验研究

提出并搭建了一套采用氟里昂蒸气压缩循环的液体冷却试验系统,其中采用板翅式换热器作为蒸发器,R22作为制冷剂,热水作为载冷液体提供制冷剂蒸发所需热量。实验结果表明：在实验参数范围内,蒸发器单位面积制冷量为：2440—9760W／m^2,总传热系数为80—600W／（m^2．K）,制冷剂侧传热系数为90-1065W／（m^2．K）,蒸发器内制冷剂侧压降为7—17kPa;制冷量及蒸发器压降均随水进口温度的升高而增大,而传热系数随水进口温度的升高先增大而后减小;制冷量、传热系数及压降均随毛细管长度及水流量的增大而减小,随充灌量的增大而增大。     

R410A单工质复叠制冷系统高低温变频㶲分析

针对R410A单工质复叠制冷系统进行了运行特性及能量分析,采用常规?分析方法计算了各组成部件及整个系统的?损和?效率.结果表明,分别增大高温级和低温级压缩机频率,系统的制冷量均增大,系统制冷系数COP均先增大后减小,低温蒸发器、低温压缩机和高温压缩机的?损均较高,是系统薄弱部位所在.当高低温级压缩机频率高于200 Hz...     

并联式汽车空调系统的试验研究

为分析压缩机转速、电子膨胀阀开度及车内设定温度变动对双蒸发器并联式汽车空调系统性能的影响,制作试验样机,并利用标准焓差试验台对系统进行测试。结果表明:压缩机频率改变对制冷量的影响幅度可达26.8%;当车内设定值低于28℃时,平均每降低2℃设定值,制冷能力下降6.0%,能效比降低4.9%;在电子膨胀阀对过热度的调节在1~10 K范围内时,系统制冷量和能效比的变化幅度不明显。     

新型文丘里分液头用于客车空调的实验研究

在压缩式制冷系统中具有优良分流性能的分液头可促进蒸发器获得最佳换热性能。本文提出一种新型的由文丘里喷射进口和分液头本体组合而成的文丘里型CX分液头,将其与目前应用的文丘里分液头的结构进行对比,并通过在客车空调系统中采用R410A工质进行对比实验,实验中保持系统其他部件不变及充注量相同,仅更换分液头,在制冷标准工况下进行系统性能对比。结果表明：采用CX分液头的制冷剂流动阻力减小了50%以上,蒸发器分路制冷剂出口温度均匀性显著改善,采用CX分液头系统明显优于原文丘里分液头系统,当系统的额定风量及压缩机频率恒定时,采用CX分液头的系统比原系统过冷度增加1～2 ℃,制冷量平均提高4%,COP平均提高2.6%,且电子膨胀阀的开度仅为原分液头系统的50%。     

电子膨胀阀开度对SAHP系统稳定性的影响

压缩机频率不变,不同的电子膨胀阀开度下,对太阳能热泵系统的动态性能进行了实验和分析。根据实验结果分析发现,在电子膨胀阀开度一定时,随着太阳辐照度的升高,压缩机功率出现振动,当电子膨胀阀开度最大时,系统振动更加明显。由此提出了太阳能热泵系统稳定性原理。同时指出优化太阳能热泵系统的关键问题是找到系统集热／蒸发器的MSS线（Q—Tsh关系曲线）。     

热力膨胀阀对空调器性能影响的试验研究

为了提高空调器对变工况的响应速度,通过试验分析热力膨胀阀对空调器(制冷量为3 500 W,R134a制冷剂)的调节特性。试验结果表明,热力膨胀阀的非线性特性使制冷剂质量流量在一定范围内呈现波形变化;热力膨胀阀开度一定时,对于变工况,空调器在40 s内可以达到稳定运行状态;热力膨胀阀开度为40%时,空调器的EER值最大。