新型空气-水双热源复合热泵系统除霜特性及能耗

基于新型空气-水双热源复合热泵系统(AWDSHPS-N),实验研究了AWDSHPS-N采用冷凝器出口制冷剂再冷却除霜(D-I)、低温热水除霜(D-II)、低温热水+冷凝器出口制冷剂再冷却除霜(D-Ⅲ)3种除霜模式进行除霜时对系统整体性能系数(COP)的影响,除霜期间系统运行特性及除霜所消耗的能量,并与逆循环除霜模式进行了对比分析。测试工况下的实验结果表明,除霜模式D-I和D-Ⅲ仅使系统整体COP较结霜运行期间的COP分别降低了0.42%和3.93%;D-II除霜期间系统的制热功率和COP分别较结霜运行期间提高了27.4%和17.8%。D-I、D-II和D-Ⅲ完成一次除霜能耗仅分别为逆循环除霜能耗的3.11%、34.78%和28.26%;采用此3种除霜模式时系统整体COP较采用逆循环除霜时分别提高了26.06%、29.79%和17.02%。     

新型空气-水双热源复合热泵系统除霜特性及能耗

基于新型空气-水双热源复合热泵系统（AWDSHPS-N）,实验研究了AWDSHPS-N采用冷凝器出口制冷剂再冷却除霜（D-I）、低温热水除霜（D-Ⅱ）、低温热水+冷凝器出口制冷剂再冷却除霜（D-Ⅲ）3种除霜模式进行除霜时对系统整体性能系数（COP）的影响,除霜期间系统运行特性及除霜所消耗的能量,并与逆循环除霜模式进行了对比分析。测试工况下的实验结果表明,除霜模式D-I和D-Ⅲ仅使系统整体COP较结霜运行期间的COP分别降低了0.42%和3.93%;D-Ⅱ除霜期间系统的制热功率和COP分别较结霜运行期间提高了27.4%和17.8%。D-I、D-Ⅱ和D-Ⅲ完成一次除霜能耗仅分别为逆循环除霜能耗的3.11%、34.78%和28.26%;采用此3种除霜模式时系统整体COP较采用逆循环除霜时分别提高了26.06%、29.79%和17.02%。     

一种过冷器耦合的准二级压缩热泵系统特性分析及优化

提出了一种过冷器耦合的准二级压缩空气源热泵系统,该系统由两个三套管换热器将两个带过冷器的准二级压缩热泵系统耦合成一个系统,其除霜方式为基于热气旁通除霜的系统耦合除霜,解决了热气旁通除霜时室外换热器产生液态制冷剂的蒸发问题,提高了空气源热泵在低温高湿环境下运行的性能;对新系统正常制热工况进行仿真优化,找出低温工况的最佳中间温度及相应补气系数;对最佳中间温度进行关于冷凝温度和蒸发温度二元线性拟合并得到经验拟合公式。     

空调泵性能要求特殊性的一些见解

通过对空调泵运行的装置系统特性分析 ,以及对空调泵单台运行、并联运行不同工况的分析 ,提出空调泵在中央空调制冷系统中运行时的一些特殊性能要求。     

防冰除霜涂层的阳极氧化法制备及性能研究

输电线路覆冰使得电线出现一系列抖动、闪烁、烧伤现象,严重威胁着电力系统的安全运行,在输电线表面涂覆防冰除霜涂层制备防结冰除霜输电线是一种新的除冰防霜方法。为了探究防冰除霜涂层对输电线防冰除霜效果的影响,本文通过阳极氧化法制备出防冰除霜涂层输电线,并分别对不同材质的铝片进行实验研究。根据人工气候室中的实验结果,分析得出防冰除霜涂层对不同基底的输电线防冰都起到一定程度的作用,其中6061型号铝片延长结冰时间效果最好。     

相变蓄热冷凝热回收实验研究

当今能源紧缺问题严重,回收空调冷凝热用来制备生活热水可以节约部分能源,因此设计制作了相变蓄热冷凝热回收系统,并进行了相变蓄热实验、空调运行及有无相变蓄热器运行参数对比实验、蓄热器放热实验及冷水温升与流量的关系实验、空调运行制取热水实验。可以看出,利用在空调系统中增加相变蓄热器的方法可以有效回收空调机组的冷凝显热。空调系统在增加蓄热装置后,运行状况良好。相变蓄热器放热过程中,大流量情况下冷水的温升偏小。如放热过程中空调机组同时运行,可以相应提高冷水升高的温度。     

无霜空气源热泵系统冬季运行性能实验

为了解决传统空气源热泵系统冬季运行室外换热器结霜温度,提出了一种溶液除湿型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统在冬季可以无霜高效运行的同时夏季性能也有所提高。通过搭建该系统实验平台,研究了室外空气干球温度、湿度、供热水温度、供热水流量、溶液流量、溶液质量分数、室外空气流量等对冬季工况系统供热性能的影响,还研究了溶液流量、溶液温度、室外空气流量等对冬季工况系统再生性能的影响,得出了室外空气湿度、溶液质量分数对系统的供热性能影响较小,随着室外空气干球温度、供热水流量、溶液流量、室外空气流量等参数的升高和供热水温度的减小,系统供热性能逐渐增大最高可达3.11,而随着溶液流量、空气流量等参数的升高和溶液温度的减小,系统再生性能逐渐增大最高可达4.03,系统供热综合COP在实验工况相较逆循环除霜系统有所提升,实验验证了该系统适用于低温高湿地区。     

寒冷地区直膨式太阳能热水系统设计与应用

在锦州地区气象条件下,优化设计太阳能热泵生活热水系统,提出一种带有相变除霜装置的太阳能热水系统。搭建实验平台,并开展连续性能测试。结果显示,在寒冷地区典型测试工况下,该系统制热系数为2.70～3.27,热水温度为36～58℃,满足生活用水需求。平均太阳能利用率可以达到80%以上,相变除霜装置可以满足除霜工况实现。     

地铁通风空调系统优化研究

通风空调系统作为地铁各系统中的耗能大户,通风空调系统的节能,显得尤为重要。本文结合已经运行线路的实际运营情况,对排热风机的运行策略、大小系统的运行模式、空调水的控制系统等进行全面的分析,从而为既有线路的运营和新线的建设提供改进依据。     

化学所首次揭示冷表面冰晶生长模式

正输电设备、飞行器、船舶及地面交通工具等表面的结冰会影响这些设备正常运行,严重时对经济和民生造成巨大损失。2008年初,我国南方地区遭受的冰雪灾害,直接经济损失达上千亿元。我们每年用于冰箱、空调除冰、除霜所耗电量与三峡发电站年发电量相当。解决冷表面结冰问题的关键是从分子层面理解并控制冰在冷表面上的生长。冷表面上的冰晶形貌是水分子     

新型太阳能/空气能直膨式热泵与空气源热泵供热性能对比

针对传统空气源热泵制热时极易出现室外机结霜的现象,提出了可同时吸收太阳能和空气能的新型太阳能/空气能直膨式热泵机组,把太阳能集热器和热泵蒸发器合二为一,使室外机结霜得到有效缓解。为了验证新型太阳能/空气能直膨式热泵机组性能优劣,分别搭建新型太阳能/空气能直膨式热泵系统和空气源热泵系统,在2月26日—3月2日期间,对邯郸某一农村建筑的地板辐射采暖用户进行5天实际测试,对比分析了两种系统的制热性能、耗电量和COP变化情况。通过测试发现室外平均温度为10℃,太阳辐射达到峰值571.5 W·m^-2时太阳能/空气能直膨式热泵的制热量较空气源热泵提高大约70%,全天总制热量较空气源热泵提高大约12%。0～8℃的低温状态时,COP值仍可达到3.46,基本满足建筑采暖需求。并在此基础上对太阳能-空气能直膨式热泵提出进一步的优化措施,逐步推广其在寒冷地区的实际应用。     

直冷式乏风热泵系统在小保当煤矿的应用分析

为实现煤矿企业清洁能源供热,针对煤矿生产矿井排出的乏风余热,采用目前国际先进的直冷式深焓取热乏风热泵系统供热技术替代传统的锅炉供热,解决我国北方煤矿企业冬季有防冻要求的进风井口供热需求。本文以小保当煤矿矿井乏风余热供热系统项目为例,阐述了直冷式深焓取热乏风热泵系统的间壁式（间接换式）乏风换热、乏风取热机组集尘及结霜原理;采用乏风取热机组清洗除尘和防结霜除霜解决方法,并与天然气锅炉、电锅炉两种供热方案进行对比,分析计算了三种方案的项目投资和系统运行费用,论述了各方案的优势和不足。分析表明,煤矿企业采用矿井乏风余热资源,利用直冷式深焓取热乏风热泵供热系统替代传统锅炉供热,技术可行,且具有更好的经济效益和应用效果。     

新型直升机热泵空调系统驾驶舱热控性能

直升机飞行过程往往需要面临低温环境,为了保障人员和设备的正常工作,需要对驾驶舱进行加热,但发动机引气产生代偿损失。因此,提出了一种新型直升机热泵空调加热系统,该系统以经过滑油-冲压空气换热器加热的冲压空气为热源,采用热泵循环的方式对座舱进行供热,对滑油废热进行了回收利用。在所提出的热泵空调系统方案的基础上,建立了该系统仿真模型,对地面低温环境条件直升机全飞行任务阶段的驾驶舱温度瞬态响应以及热泵系统工作性能进行了动态仿真研究。结果表明,该新型热泵空调系统能够满足直升机低温环境下的供热需求,且在工作温度范围内其制热能力和制热效率均明显更高,系统低温工作性能得到提高,直升机的低温环境适应能力得到显著提升。     

采用地下水预热新风的热泵空调系统的适用性

传统地下水源热泵是直接利用地下水加热蒸发器,没有有效利用地下水低品位热能。为此,提出一种利用地下水预热新风的地源热泵空调系统,实现地下水低品位热能的梯级利用,即先利用地下水预热新风,再进入地下水源热泵机组二次利用,提高了地下水热能的利用率并显著节省机组能耗。分析新系统工作原理及供热空气处理方法,运用DeST软件对夏热冬冷和寒冷地区4个典型城市（武汉、常德、北京、郑州）的某学术交流中心在整个供暖季（120 d）的逐时热负荷进行模拟,并与传统地下水源热泵空调系统的供热特性及能耗进行比较。新系统能耗远远低于传统地下水源热泵空调系统并且适用于我国夏热冬冷地区和寒冷地区,节能率均超过50%,且夏热冬冷地区节能效果更好。     

平抑电耗波动的热泵蓄热-供热系统优化

针对办公建筑物昼夜热负荷需求存在差异,从而导致热泵供热系统一天内电力供给需求波动较大的问题,本文构建了平抑电能消耗波动的热泵蓄热-供热系统,并提出了对应的优化运行策略。以热泵蓄热-供热系统耗电功率稳定及耗电成本最低作为优化目标函数,对蓄热和供热参数进行了优化分析。基于天津地区气象参数,根据某9000m²办公楼能耗,对所构建的可平抑电耗的热泵蓄热-供热系统进行了优化分析,结果表明：采用热泵蓄热并对运行参数进行优化控制后,系统的谷电电耗增加,峰电负荷降低,实现了供热系统日耗电功率恒定,典型日高峰时段系统耗电功率最大降低50.29%,日间平均耗电功率降低28.10%,全天耗电功率稳定于53.54kW;与无蓄热常规热泵供热系统相比,整个供热期的电耗波动大幅下降,总运行费用降低。     

城市污水低位热能回收利用的研究

利用污水水源热泵,可回收城市污水的低位能源。回收的能源可用于制热或制冷。通过将污水水源热泵与地下水水源热泵系统和燃气+空调供冷相结合的供能方式进行比较得出结论,综合各项费用污水水源热泵最省,地下水水源热泵次之,燃气+空冷空调系统的费用最高。     

相变蓄能-热泵多能互补供能系统冬季性能分析

研发了一种新型相变蓄能-热泵多能互补供能系统,该系统冬季可利用水结冰过程释放的潜热作为水源热泵的低温热源,再通过空气能融冰将热量储存于蓄能水箱中,可使系统保持较高的运行性能,同时解决了传统空气源热泵结霜问题。本实验对相变取能供暖、融冰蓄能及空气能直接供暖3种冬季运行模式进行实际测试及理论分析。结果表明,相变取能供暖模式下,平均机组性能系数（COP）达2.80,系统COP达2.10;融冰蓄能模式下,蓄能水箱循环载冷剂进出口温差维持在2℃左右,融冰时长为7h;空气能供暖模式下,平均机组COP达2.73,系统COP达1.93。系统性能在3种运行模式下较为稳定,性能较好。同时对系统节能量、CO₂减排量及经济性进行了分析。该综合供能系统节能减排效果较为显著,为寒冷地区的农村建筑采暖、"京津冀"煤改电政策的实际推广,提供了新的技术方案。     

太阳能与空气源热泵集成供热系统研究进展

太阳能与空气源热泵能都具有清洁节能的优点,但两者的性能又均受制于天气状况,在某些工况下不能保证较高的运行能效,若将太阳能与空气源热泵组成集成系统,则可实现双方的优势互补。本文从太阳能与空气源热泵的多种结合方式出发,阐述了近期太阳能与空气源热泵集成供热系统的研究进展,分析了喷射器增效双热源热泵和太阳能光伏光热一体化双热源热泵等6种不同集成系统各自的特点,根据每种系统的特点探讨了各种集成方式的适用范围。指出太阳能可以提高空气源热泵的低温性能,缓解空气源热泵的结霜问题,同时空气源热泵也能弥补太阳能不稳定性和不连续性的缺陷,故太阳能与空气源热泵的结合可以提高供热系统的可靠性与节能性。最后,分析了现有研究的不足之处,并提出了关于未来研究方向的建议。     

采用R410A单一工质的复叠式空气源热泵

针对空气源热泵在寒冷地区应用中存在的诸多问题,结合复叠式循环与压缩机直流调速技术,提出一种采用R410A单一工质的复叠式空气源热泵(SC-ASHP)系统,既可以按照传统单级压缩制热（SHC）模式运行,又可按复叠式制热（CHC）模式运行。不同工况下,对SC-ASHP系统在两种不同制热模式运行时的压缩比、排气温度、制热量与性能系数（COP）进行了模拟计算与实验研究,结果表明：低温环境下,CHC模式压缩比和排气温度远低于SHC模式;在冷凝温度46℃,蒸发温度-35℃工况下,CHC模式COP高于1.8,压缩机排气温度低于120℃,高低温压缩机压缩比均不超过5.0,系统可以稳定可靠运行;此外,CHC模式下提高低温压缩机转速可以持续提高系统制热量,满足低温环境下的供暖需求;新系统扩大了空气源热泵系统的应用范围。     

寒冷地区CO2空气源热泵供暖运行性能分析

CO₂空气源热泵能够在寒冷地区低温环境下稳定运行,可望在建筑供暖领域推广应用。为客观、合理地评价CO₂空气源热泵供暖的运行性能,搭建了寒冷地区超临界CO₂空气源热泵供暖系统。根据室外环境温度和供暖热负荷将供暖期划分为5个不同的阶段,分阶段调整CO₂空气源热泵供暖运行参数。测试结果表明,CO₂空气源热泵能够满足寒冷地区供暖需求,且供暖系统在供暖季的平均性能系数可达2.236,同时供暖房间具有较好的舒适度。以燃煤锅炉、燃气锅炉为参照,采用等效电方法对比分析了三种热源供暖的能源利用效率及CO₂排放量。对比分析结果表明,在考虑能源品位之后,CO₂空气源热泵供暖的能源利用效率高于燃气锅炉供暖,略低于燃煤锅炉供暖。受燃料含碳量的影响,CO₂空气源热泵供暖的CO₂排放量虽然高于燃气锅炉供暖,但比燃煤锅炉供暖减少20.89%。