CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

主要对带节流阀的CO2跨临界水-水热泵系统建立了数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,并与试验数据做了对比。主要分析了高压侧压力、冷却水和冷冻水的进口温度和流量分别对系统制热系数和制热量的影响。结果表明,模拟计算结果与试验测试值的一致性较好,从而验证了模型的可信度。模拟所得对应最大制热系数的最佳高压侧压力与实验结果存在一定的偏差。系统的制热性能系数和制热量随着冷却水进口温度的升高而降低,随冷冻水进口温度的升高而增大;而且都随着冷却水和冷冻水流量的增加呈现出升高趋势。     

电动汽车热泵空调系统微通道换热器适应性研究

探讨管翅式换热器和多流程微通道换热器在同一电动汽车热泵空调系统中的性能差异,为电动汽车热泵空调系统中微通道设计和结霜控制的后续研究提供依据。试验比较在不同测试工况下采用微通道换热器和管翅式换热器的热泵型电动汽车空调系统的制冷特性及制热特性,结果表明:系统采用微通道换热器,车内外换热器体积分别减少57.6%和62.5%,有效减轻空调系统重量,有利于增加电动汽车续驶里程;制冷剂充注量减少26.5%,有利于降低温室效应。制冷工况下,系统制冷量和制冷系数分别降低4.1%～10.7%和1.7%～4.8%,说明将多流程微通道换热器应用于热泵系统还存技术难点,需要在微通道换热器流程设计、流量分配及压降等方面进行改进;制热工况下,系统制热量和制热性能系数分别降低1%～5%和4.2%～9.7%,但单位面积制热量提高16.7%～21.0%,当室外温度低于7℃时,室外侧微通道换热器出现严重结霜,极大影响系统的制热量和制热性能系数,需要进一步研究换热器结霜特性及融霜控制策略。     

电子膨胀阀过热度设定值对车用热泵系统制热性能的影响

为了研究在车用热泵系统中,电子膨胀阀过热度设定值对系统制热性能的影响,搭建车用热泵系统实验台,在超低温工况-10 ℃下,通过电子膨胀阀对蒸发器出口过热度、压缩机排气口过热度进行控制,分析电子膨胀阀过热度设定值对系统主要制热性能参数的影响。结果表明：当主阀过热度设定值从1 ℃升高到9 ℃时,压缩机排气温度随之升高,系统制热量降低了14.2%,压缩机功率降低了20.0%。当补阀过热度设定值从10 ℃升高到30 ℃时,压缩机排气温度随之升高,系统制热量降低了23.0%,压缩机功率降低了29.2%。主阀过热度最优设定值为5 ℃,补阀过热度最优设定值为20 ℃,此时系统制热能效比达到最佳。     

某电动汽车热泵空调系统制冷剂充注量试验研究

通过试验探究了某小型电动汽车热泵空调系统内制冷剂充注量对系统热性能的影响,分别在制冷和制热工况下分析充注量6与系统内空调箱出风温度、制冷/制热量和COP等性能参数的关系。结果表明:制冷模式下的最佳充注量为750 g,而制热模式为650 g,与计算结果误差在7%以内。在此最佳充注量下,空调箱制冷模式下出风温度最低可达14 ℃,制热模式下最高可达23 ℃;系统内制冷和制热量最高可达2.63 kW和3.22 kW,COP分别为3.1和3.3。     

直热式空气源CO2热泵热水器系统运行特性试验研究

设计了一种直热式空气源CO₂热泵热水器系统,利用试验研究的方法研究了环境温度、气冷器冷却水入水温度及流量对系统性能的影响。试验结果表明:设计的空气源CO₂热泵热水器系统,其系统能效系数(COP_h)基本达到了国家标准;环境温度、气冷器冷却水入水温度以及流量对系统COP_h、系统制热量以及气冷器出水温度的影响显著。通过调节热泵热水器系统低温热源温度、气冷器冷却水入水温度及流量,可改善系统COP_h,提高系统制热量以及气冷器出水温度。     

基于正交设计的汽车热泵空调系统参数优化研究

为研究汽车热泵空调在低温时的制热性能及各项参数对系统性能的影响,搭建了热泵系统实验台,研究了汽车热泵空调系统在室外温度为-10～0℃的制热量及制冷系数（COP）,分析了室外换热器风速和室内冷凝器风量对系统性能的影响。基于正交设计,通过一维仿真分析了低温时压缩机转速、电子膨胀阀开度、室内冷凝器风量、室外换热器风速对系统性能指标的影响并确定了最优参数。结果表明：COP随环境温度和室内冷凝器风量的提升而升高,室外换热器风速对COP的影响不大;选择不同的评价指标时,参数对指标的影响及最优参数组合皆有差异。     

双级压缩变频空气源热泵的试验研究

介绍了一种适用于寒冷地区双级压缩变频空气源热泵机组的系统组成和工作原理,建立了标准制冷量为16kW的双级压缩变频热泵的试验系统,并对系统性能进行了试验研究.试验研究结果表明,在冷凝温度50℃和蒸发温度-25℃工况下,系统制热性能系数高于2,压缩机排气温度低于120℃,制热量可以满足用户要求;且试验验证系统运行稳定可靠,可以在-18℃以上的室外低温环境中满足寒冷地区冬季供暖需要.     

一种具有辅助进气口的空气源热泵的试验研究

为解决传统空气源热泵机组在低温高湿地区制热量低、制热能效比低下及不能正常可靠工作的问题,介绍了一种采用了具有辅助进气口的涡旋压缩机的制冷系统.按照GB/T 10870《容积式和离心式冷水(热泵)机组性能试验方法》对原型机进行了不同工况的测试.测试数据表明,这种新型空气源热泵不仅可以降低压缩机在高温工况和低温工况下的排气温度,进而保证机组长期、可靠地工作;还可以提高低温工况的制热量和制热能效比,但这种趋势随环境温度的上升而下降.通过这种方式,可以使空气源热泵的应用范围得到很大扩展.     

风管送风式空调(热泵)机组制热变工况运行的实验研究

对风管送风式空调(热泵)机组在标称制热工况下的变风量运行及变环境温度的制热运行进行了实验研究,得出了机组制热量、输入功率、性能系数、出风温度、排气压力、排气温度、吸气压力、吸气温度等参数随风量变化及机组制热量、性能系数、吸气压力、吸气温度随环境温度变化的关系,分析了机组制热工况下变工况运行的特点,探讨了机组在制热变工况条件下运行时,提高性能与保障运行可靠性的方法,为风管送风式空调(热泵)机组的制热变工况运行提供了有价值的参考.     

R32热泵型变频空调性能与能效的试验研究

基于GB/T 21455—2019《房间空气调节器能效限定值及能效等级》试验分析了电子膨胀阀的开度对R32热泵型变频空调系统性能的影响规律,以及相应试验工况下系统的性能参数对全年能源消耗效率APF的计算最优值的探讨。结果表明:电子膨胀阀的开度在一定范围内增加时,系统的额定制冷量提高,额定制热量、额定中间制冷量、额定中间制热量都会下降,对系统的能效比EER和额定中间制冷系数EER_(haf)的影响较小,但对性能系数COP和额定中间制热系数COP_(haf)影响较大。计算APF值时额定制冷消耗功率占比大于额定制冷量;在相同的EER时,额定消耗功率越小,其APF值越高;系统中COP越高,对应的APF值并非越大,应尽量提高系统的额定制热量,才能得到最优的APF值;通过实测低温制冷试验计算得到的APF值相较于默认计算公式的值要高。     

太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收分析

对太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收性能进行了研究。建立了系统的仿真模型,对套缸冷却系统和排烟余热回收器进行了模拟计算。分析了套缸冷却水流量的变化规律、确定了排烟余热回收比(排烟余热中回收的热量占排烟余热总热量的比例)、热回收循环水流经套缸冷却器及排烟余热回收器后的温升情况,最后以沈阳地区某建筑为例,对系统余热回收的经济性进行了分析。结果表明:发动机转速每增加100r/min,所需的套缸冷却水流量增0.285~1.21g/s;排烟余热回收比为0.7时,系统可以获得最大的能源利用率(是指有效利用部分与总能源量的比值);热回收循环水流经套缸冷却器后温度上升2~5℃,在最佳的余热回收比下,热回收循环水流经排烟余热回收器后温度可提高2℃左右;运行时间超过2年时,余热回收型太阳能燃气热泵比非余热回收型太阳能燃气热泵更加经济。     

太阳能热泵热水器加热性能的试验研究

在自行设计制作的试验台上进行了太阳能热泵热水器加热性能试验.定流量循环加热热水时,太阳能热泵热水器比普通太阳能热水器加热速度快3.4倍,集热器效率提高了1倍多.太阳能热泵直流式加热热水时,热水出口温度随热水流量的增加而降低,系统能效比随热水流量的增加而增加;热泵蒸发温度与热水入口温度越高,产生适宜出口温度的热水流量调节范围越大,出口温度相同时则系统能效比越高;太阳能热泵具有即时供热水功能.太阳能热泵热水器采用循环式加热比直流式加热耗时更短,经济性更好.     

涡流分离热气体再加热的CO_2热泵系统的分析

对涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统进行热力性能分析,并与相同运行工况下的节流降压CO2热泵系统的性能进行了对比,得出涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统存在最优的高压压力,在最优的高压压力下,系统获得最大的制热性能系数。提高分离热气体质量比、中间压力、蒸发温度、涡流管制热效应,降低气体冷却器出口温度,涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统的制热性能系数提高。随着热气体质量比的增加和气体冷却器出口温度的升高,涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统最优的气体冷却器出口压力也升高。在热气体质量比仅为0.2时,涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统相比节流降压CO2热泵系统,最佳的制热性能系数提高11%。随着热气体质量比的增加,差值会进一步增大。气体冷却器出口温度的升高,对涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统制热性能系数的影响要小于对节流降压CO2热泵系统的制热性能系数的影响。     

An experimental study on the performance of air/water direct contact air conditioning system

Direct contact air conditioning systems, in which heat and mass are transferred directly between air and water droplets, have many advantages over conventional indirect contact systems. The purpose of this research is to investigate the cooling and heating performances of direct contact air conditioning system for various inlet parameters such as air velocity, air temperature, water flow rate and water temperature. The experimental apparatus comprises a wind tunnel, water spray system, scrubber, demister, heater, refrigerator, flow and temperature controller, and data acquisition system. The inlet and outlet conditions of air and water are measured when the air contacts directly with water droplets as a counter flow in the spray section of the wind tunnel, and the heat and mass transfer rates between air and water are calculated. The droplet size of the water sprays is also measured using a Malvern Particle Analyzer. In the cooling conditions, the outlet air temperature and humidity ratio decrease as the water flow rate increases and as the water temperature, air velocity and temperature decrease. On the contrary, the outlet air temperature and humidity ratio increase in the heating conditions as the water flow rate and temperature increase and as the air velocity decreases.     

Thermoelectrically controlled micronozzle — A novel application for thermoelements

This paper introduces and assesses the concept of the recently invented thermoelectrically controlled micronozzle (TECMN). A generalized quasi-one-dimensional model for gas flow, which is influenced by area variation and by wall heat transfer, is considered. In order to assess the merits of wall temperature control in micronozzles, the flow in the micronozzle is solved numerically for cases of convergent wall heating, divergent wall cooling, and a combination of both. Thermal efficiency and specific impulse are affected by heat exchange through the side wall of the micronozzle. By cooling the divergent section, kinetic energy increases, thus improving thermal efficiency. The mass flow rate is decreased in all cases that include convergent section heating, thereby enhancing specific impulse. The combination of convergent section heating with divergent part cooling results in significant performance enhancement in terms of thermal efficiency and specific impulse. To determine the TECMN wall temperature profile, we developed a one-dimensional general energy model for a thermoelement (TE) subject to an electric field as well as for heat convection on the lateral surface. The energy equation is analytically solved for constant properties and for Joule heating equivalent to heat convection. The temperature profile is then imposed on the quasi-one-dimensional flow model, which is solved numerically for various mass flow rates and exit wall temperature (cold junction). As the exit section wall temperature and mass flow rate decrease, the utilization of TEs to control the temperature of micronozzle walls considerably increases the Mach number at exit.     

微型电动汽车热泵空调系统设计与试验研究

为了提高某微型电动汽车有效续航里程,对其原有空调系统及换热器进行了改进设计与研究,新热泵空调系统采用4个电磁阀对其冷暖模式进行切换,通过焓差室对换热器和系统的性能进行了测试.首先比较了两种不同流程布置室外微通道换热器的换热能力;进而分别将原空调系统换热器和所设计换热器应用于该热泵空调系统,试验研究了压缩机转速和环境温度...     

某医院住院楼地源热泵热水系统性能测试与研究

简单介绍了某医疗建筑的能耗情况和医院的工程概况,并对本医院的供热水系统——地源热泵系统的运行情况进行测试和性能研究,包括对机组冷冻水的进/出温度的测试、土壤换热器吸热效率的测试、机组的能效测试等,并分析冷冻水的进/出温度、流量及其他因素对系统能耗产生影响情况,并得出系统冷冻水流量在4.3～4.8kg/s范围内为最佳流量段,此时土壤换热器的吸热效率较高,土壤换热器单位管长换热量在35.5W/m左右,机组的能效比值达4.0及以上,系统的能效比达3.7及以上;最后对本系统进行了节能计算及效益分析,可看出此系统节能效益非常可观。     

循环加热污水源热泵热水器运行性能的试验研究

针对目前能源紧缺及热泵热水器的发展现状,搭建了循环加热污水源热泵热水器实验台,维持蒸发侧污水源进水温度、冷凝侧和蒸发侧水流量恒定,测量记录保温水箱水温从15℃升高到55℃过程中的加热区间能耗、进出水温差、压缩机吸排气压力、电功率等参数。数据分析得出,系统平均能效比达到3.73,具有较好的节能性。