小型空气源热泵在寒冷地区应用的标准研究

本文研究了不同类型热泵空调产品在不同工况下制热运行的性能表现,以寒冷地区典型城市北京为例,计算了该地区建筑负荷同室外温度和运行时间关系,并对欧盟法规中评价热泵产品的标准进行分析和解读,提出国家现行标准难以体现出低环境温度的房间空调器与普通房间空调器在寒冷地区使用的区别。为了使更适合寒冷地区使用的房间空调器具有更清晰的判断指标,需要建立新的评价方法。最后提出了修订寒冷地区用空气源热泵标准的建议。     

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。     

地板供暖用空气源热泵产品标准关键问题研究

以空气源热泵为热源设备、辐射地板为末端的供暖系统广泛应用于我国大部分气候区的农村与城镇住宅、办公等建筑中,而用于该类供暖系统的空气源热泵机组尚无统一的产品标准。针对不同气候区的供暖需求,通过分析,给出了典型地区典型建筑的负荷模型、不同负荷率下空气源热泵使用侧的供水温度和制热运行时的室外工况条件;根据空气源热泵实测数据,建立了性能模型,分析所提出的该类空气源热泵机组的名义工况、季节性能评价工况,以及名义工况性能系数COPh与综合部分负荷性能系数IPLV(H)限定值,可为产品标准制定提供参考。     

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.     

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。     

严寒地区空气-地源热泵耦合系统性能研究

提出一种结合相变蓄热地板的空气-地源热泵系统,为严寒地区机场辅助用房提供室内环境保障,满足供热、供冷和供生活热水的需求,采用数值模拟的方法研究其供暖期性能。相变蓄热地板能够对室内温度起到较好的调节作用,当室外温度为-25~-5℃时,有相变蓄热地板的室内温度在16.9~19.3℃范围内波动,满足人体舒适度的要求,对比无相变蓄热地板的室内温度,有相变蓄热地板的室内温差减小44%左右。室外温度对空气源热泵制热性能系数影响较大,制热性能系数随着室外温度降低而降低。在室外温度为-15℃时,空气源热泵的制热性能系数在2.3以上。随着室外温度降低,地源热泵的制热性能系数增加,室外温度低于-25℃时,地源热泵制热性能系数能够保持在4.4以上。供回水温差对地源热泵的制热性能系数影响较大,对空气源热泵的制热性能系数影响较小。当空气源热泵和地源热泵的启停切换温度为室外日平均温度-15℃时,整个供暖期热泵系统的平均制热性能系数最高达到4.2,最低为2.4,平均值为3.28。在保证土壤热平衡的前提下,通过调整空气源热泵和地源热泵的运行时间,优化了系统经济性和节能性。     

空气源热泵除霜问题的研究现状及进展

对空气源热泵除霜相关问题的研究现状进行分析总结。主要介绍了空气源热泵逆循环除霜的除霜原理,并从实验和模型模拟两方面分析了当前空气源热泵除霜的性能研究。最后从室外环境参数、空气源热泵结构、室外换热器结构参数和表面特性3个方面介绍了空气源热泵延缓结霜的研究现状,并介绍了当前对除霜性能改进的常用方法。为空气源热泵除霜问题的进一步研究和应用提供了参考。     

双源热泵空调系统运行性能的研究

从维护土壤热平衡、降低系统初投资、提高系统的运行效率、增强系统的可控性等角度出发,设计出一套地源热泵与空气源热泵相结合的双源热泵系统.在夏季不同工况条件下,对目标建筑物双源热泵系统进行模拟及实验分析,得到系统在不同冷负荷条件下的最优运行模式:即地源热泵机组与空气源热泵机组始终耦合运行,当室外空气的干球温度高于32.5℃时,应采用空气源热泵优先卸载容量的策略;当室外空气的干球温度低于32.5℃时,应采用地源热泵优先卸载容量的策略.     

供暖室外计算温度下空气源热泵容量选型研究

给出了制热量衰减系数和结霜损失系数计算式，对制热工况下的空气源热泵模型进行了修正。以严寒和寒冷地区11个典型城市为例，探讨了基于供暖室外计算温度选型的空气源热泵供暖时，室外环境温度和结霜对热量供需平衡关系、供暖室内最低温度及不保证天数的影响。结果表明，室外环境温度过低和结霜会导致空气源热泵制热量低于建筑热负荷，从而导致建筑室内温度偏低，不保证天数延长，而且结霜对基于供暖室外计算温度选型的空气源热泵供暖效果的影响更显著。建议在基于供暖室外计算温度选型容量的基础上乘以一个修正系数，严寒B区和C区修正系数分别取1.00和1.05,寒冷地区取1.15～1.30。     

新型无霜空气源热泵供热系统性能初步分析

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点,提出了一种新型溶液预处理空气源热泵空调系统——无霜空气源热泵空调系统。通过对该系统各个运行模式建立系统性能模型,综合分析该新型溶液预处理空气源热泵空调系统在冬季工况下的系统性能,得出该新型溶液预处理空气源热泵空调系统在0℃相对湿度60%的工况下系统COP可达3.06,而在-7～5.5℃相对湿度60%的工况下,系统的COP在2.84～3.18之间,比传统的电融霜空气源热泵系统COP高,传统的电融霜空气源热泵系统的COP大约为2,在低温段更具有优势具有较高的节能潜力。     

热管余热锅炉的应用

介绍了在玻璃瓶生产线上采用热管式余热锅炉的效益，每年可节约重油540t，并且投资少，占地少，效益可观。     

整体式热管热回收器的热经济性分析

利用换热器效能单元数法和标准气象年的气象数据,给定初投资和运行费用建立寿命周期内净收益与换热器效能的目标函数。通过计算中国典型气候城市哈尔滨、张家口、北京、上海、昆明和广州相关参数,得出不同气候地区在同一寿命周期内的最佳换热器效能和最佳净收益。结果表明:在相同寿命周期中,回收年限从小到大依次为哈尔滨、张家口、北京、上海、昆明和广州;最佳净收益和对应的最佳换热器效能由大到小依次为哈尔滨、张家口、北京、上海、昆明和广州;在全年回收中,除广州外,其余地区夏季热回收能量占总回收能量的比例均较小,说明热回收夏季节能效果不明显,冬季较为明显。     

地热换热器的传热分析

地热换热器是地源热泵系统的重要组成部分。本文综述了作者近年来在地热换热器传热模型方面的研究：提出了分析竖直埋管地热换热器钻孔内的传热过程的准三维模型，考虑流体工质在深度方向上的温度分布，给出钻孔内热阻的解析表达式；求得有限长线热源在半无限大介质中的瞬态温度响应解析解，并指出了Eckert的教科书中相关稳态解的错误；为确定地下水渗流对竖直埋管地热换热器的影响，导得了有渗流时无限大介质中线热源温度响应的解析解。以上工作改进和深化了国际上现有的地热换热器传热模型，并已应用于工程设计和模拟。     

电子式热分配表在热计量中的应用

对目前国内,外所使用的各种热计量仪表进行了分析与比较,指出在我国集中供热的现有条件下,电子式热分配表是一种比较适用的热计量仪表。     

防冻液对热泵机组换热性能的影响

介绍了热泵系统防液所应具备的基本属性，讨论了在不同换热器类型、防冻液种类、浓度和温度条件下循环液工质对换热的影响。通过传热衰减系数DU这一概念的提出，讨论了添加防冻剂对热泵机组换热器换热效果的影响，并分别在制冷工况和制热工况下给出了不同种类和浓度的防冻液所对应的换热面积修正系数和循环水泵功率的变化。     

冷凝热回收与热泵对建筑冷热源的影响

探讨了冷凝热回收技术用于制备卫生热水的可行性及其研究现状,提出将冷凝热回收技术与热泵技术相结合用于制备卫生热水的方法,指出有待解决的问题。结合工程实例,分析了冷凝热回收技术及热泵技术用于制备卫生热水的经济效益,提出了未来建筑冷热源的模式。     

热回收降低地源热泵冷热不平衡的研究

土层全年冷热量调节是地源热泵系统在实际使用过程中的关键问题,其中地源热泵冷凝器侧是否进行热回收则直接影响土层的全年冷热平衡。本文基于所提出的一种热回收系统,结合工程实例数学计算,说明进行热回收可明显减小系统向地下排热(排冷)的不平衡量;利用CFD工具模拟地源热泵系统长期运行时全年冷热不平衡量对地温的影响,拟合出了冷热不平衡量与土壤平均温度之间的分段函数关系,进一步说明冷热不平衡对土层温度的影响以及采用热回收系统对冷热不平衡量控制的重要性。     

长江水源热泵换热器传热流动特性研究

通过实验方法测试了以原生长江水为冷却水的换热器污垢热阻和摩阻系数的变化.换热器的污垢热阻随时间呈渐进性增长,污垢热阻形成过程不存在诱导期.冷却水流速的提高可减缓污垢的形成.长江水引起的污垢主要为颗粒污垢,其形成主要受江水中泥沙含量的影响.换热器的摩阻系数与污垢热阻的变化趋势类似,二者均随冷却水流速的提高而下降.     

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。     

地源热泵换热器随机传热及可靠性设计方法探讨

介绍了国内外地源热泵换热器技术的理论与试验研究现状,分析了地源热泵换热器传热基本理论,以及现有的各种常用传热设计理论和数值模型,并指出了确定性分析理论与设计方法存在的缺陷。针对地源热泵换热器的复杂实际工况,探讨了地源热泵换热器影响因素的随机特征,提出了地源热泵换热器的可靠度概念和定义、基于可靠性理论的地源热泵换热器研究方法,给出了地源热泵换热器设计步骤。