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。     

两级压缩对空气源热泵低温性能的实验研究

本文引入了新的两级压缩空气源热泵系统,并将其与普通空气源热泵系统低温时的制热性能进行了全面测试。试验结果表明:在相同的工况下,两级压缩空气源热泵系统制热量下降幅度相对普通空气源热泵较少,与普通热泵用相比,两级压缩空气源热泵系统在蒸发温度为-15℃的工况下,制热COP提高22%。     

CO_2热泵低温热性能研究

针对在低温工况下CO_2热泵系统的运行情况,设计并搭建跨临界CO_2热泵系统。通过理论分析和试验测试,分析了在低温工况下吸气压力、排气压力、输入功率、制热量及COP的变化情况。试验结果表明:在低温工况下,随着环境温度的增加,压缩机的吸气压力及排气压力上升;制热量、输入功率及COP随着环境温度的增大而增大。在环境温度低至-25℃时,系统的制热量可达到32k W,COP达到1.8,说明该系统具有良好的低温特性。     

空气源热泵性能的实验研究

通过设计并建立空气源热泵系统实验台和系统测量设备,在不同运行工况下进行了实验研究,分析了冷凝器入口水温与冷凝温度对系统换热量、制热量、压缩机状态及系统COP的影响。结果表明,蒸发器进风温度为9.3℃、冷凝器入口水温为26~45℃时,系统COP最高可达3.4。     

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.     

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...     

不同热泵工质低温制热性能的比较

基于某品牌的涡旋压缩机搭建了实验装置。在蒸发温度为-25~0℃、冷凝温度为45℃的工况下,分别测试了R22,R134a,R410A,R1234ze,R1234yf在单级系统和补气系统中的性能。结果发现:R410A的制热量最大,R1234yf的排气温度最低,R1234ze的制热COP最大;相比单级系统,虽然补气系统压缩机功率略有增大,但可明显降低压缩机排气温度、提高制热量,制热COP最大提升29.3%。     

污水源热泵制热模型及外在参数影响

分别建立了污水源热泵四大部件(蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀)模型,并进行耦合。采用MATLAB软件进行编程模拟,分别计算了污垢热阻、污水流量、污水进口温度变化对热泵冬季制热性能的影响。结果显示:当污垢热阻在0~1(m2·K)/kW范围内变化,系统制热量由353kW降低到301kW,降低了14.8%;当污水入口温度由8℃升高到20℃时,系统制热量由320kW升高到423kW,升高了32.1%;当污水流量由10kg/s升到20kg/s时,系统制热量由339kW增加到364kW等。过程中热泵COP在3.6~4.8范围内变化,说明污水源热泵具有较好的热性能。     

带经济器和蓄热器的空气源热泵性能实验研究

针对空气源热泵在我国北方严寒期存在热量供需矛盾、运行性能差的问题,构建了带经济器和蓄热器的超低温空气源热泵系统,深度利用制冷剂余热改善热泵低温运行特性。同时针对R22等氢氯氟烃类制冷剂使用受限的问题,以环保工质R417a替代R22进行对比实验,分析在不同环境温度和不同工作模式下的运行性能。实验结果表明,低温蓄热器可以大幅提高热泵系统在极寒天气下的制热量和能效比(Coefficient Of Performance, COP),在-30℃下R22和R417a的COP分别可达2.44和2.32,制热量可达5.75 kW和5.35 kW,除霜时间缩短了26.6%和25.2%。使用R417a时的系统制热量和COP虽略有下降,但是压缩机排气温度、压力均较低,有利于提高系统在低温环境下运行的安全性。     

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。     

基于补气增焓技术的复合空气源热泵系统实验性能研究

针对空气源热泵在寒冷地区制热效果不佳的现象,搭建了“太阳能-空气集热器+补气增焓空气源热泵”复合热泵系统,选取哈尔滨某地区冬季典型气象日进行实验,测试复合热泵系统的制热性能,并通过实验进一步探究复合热泵系统的运行特性。实验结果表明：复合热泵系统受太阳辐射强度影响较大,在冬季典型气象日的实验中,系统制热量与COP最大值均出现在辐射强度最大的时刻,与常规补气增焓系统相比,制热量与COP最多增加24.9%和12.53%。当室外温度为-12℃、太阳能-空气集热器出口热风温度为40℃时,复合热泵系统COP最多提升11.1%,复合热泵系统制热性能最好。该复合热泵系统在低温环境下运行效果好,在寒冷地区具有广泛的应用市场。     

空气源热泵热水机组变工况运行的实验研究

本文对空气源热泵热水机组进行了大范围变工况的实验研究,得出了机组制热量、输入功率、性能系数、排气压力、排气温度、吸气压力、吸气温度等参数随环境温度的变化关系,而后分析了工况变化对空气源热泵热水机组及压缩机的影响,以及机组在不利条件下工作出现的问题,最后针对这些问题提出了解决方法,为提高机组的性能和运行可靠性提供了重要参考。     

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。     

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。     

环境温度对空气源热泵系统制热性能的影响研究

为了得到环境温度对以R410A(新型混合制冷剂)为制冷剂的空气源热泵系统性能的影响,使用Dymola仿真平台,搭建系统模型,同时利用文献实验数据验证系统模型的准确性,分析空气源热泵系统在不同外界工况下性能系数变化情况.通过研究得到如下结论:(1)环境温度从10℃下降到-30℃,空气源热泵系统的排气温度从86℃升高到了1...     

低温空气源热泵的现状与发展

热泵作为一种节能技术受到了世界各国的普遍重视，而空气源热泵可从环境大气中吸取丰富的低品位能量，使用方便，安装费用较低，因此，空气源热泵成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种。但是，空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束。随着室外温度的降低，用户的需热量不断增加。当室外气温很低时，空气源热泵的制热量不能满足用户采暖要求。同时，随着压缩机压力比的增加，其COP急剧下降，排气温度迅速升高，从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。国内外学者针对这样的问题提出了不同的解决方案。通过对一些低温空气源热泵研究成果的分析比较，对更好地促进空气源热泵技术的发展具有积极意义。     

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。     

缓冲水箱容量对低环境温度空气源热泵机组性能的影响

在空气源热泵机组性能检测实验室,对2 205、3 675 kW空气源热泵分别采用直供形式、增设100 L缓冲水箱、增设150 L缓冲水箱的性能进行了实验,探究了增设不同容量缓冲水箱及不同运行模式对热水型空气源热泵运行性能的影响。结果表明：在-6℃环境温度工况下,3 675 kW机组增设100、150 L缓冲水箱较直供形式,制热量分别下降9.6%、10.2%,COP分别下降9.5%、9.9%;2 205 kW机组增设100 L缓冲水箱后制热量下降6.3%,COP下降7.0%。较连续运行模式,间歇运行模式2在直供、增设100 L水箱、增设150 L水箱3种情况下,机组制热量分别提升2.5%、4.5%、5.0%,COP分别提升1.8%、3.7%、4.5%。     

温和高湿地区空气源热泵的供热性能测试分析

为研究空气源热泵结霜对机组性能的影响,本文针对温和高湿地区的VRV空调系统冬季供暖的结霜、除霜特性进行了现场测试,并重点分析了结霜对机组的耗功率,制热量以及COP的影响。通过与无霜供热模式下的运行性能相比,机组的制热量平均下降了38.5%,COP平均下降了35.6%。