空气源热泵蒸发器表面霜层生长特性实验研究

在室外环境空气温度-15℃~5℃、相对湿度65%~90%范围内,对一台空气源热泵室外换热器表面霜层生长特性及热泵系统动态性能进行了实验研究。实验结果表明,翅片表面霜层厚度呈分段增长模式,在结霜初始段,霜层主要由粒状冰晶组成,并逐渐形成柱状冰晶,其厚度增长较快;在第二阶段为柱状冰晶主要在其半径方向生长,霜层厚度增长速度减慢;而在第三阶段,柱状冰晶主要在其高度方向生长,逐渐形成针状冰晶,霜层厚度增长速度迅速增大至第二阶段的3~5.8倍。对实验结果的分析表明,热泵机组性能恶化主要是由于蒸发器表面温度下降、霜晶形态变化引起霜层厚度快速增长及空气流动阻力增加导致风机流量下降三个因素之间形成的恶性循环所致,其中换热器表面温度下降引起的霜晶形态变化起到了至关重要的作用。     

一种新型空气源热泵除霜方式的实验研究

提出了一种新型空气源热泵除霜方式,其基本原理是在热汽旁通除霜循环的基础上将室外换热器分为前后两排,中间用毛细管节流,前后排换热管在除霜过程中分别作为蒸发器和冷凝器,利用四通阀换向分别对其进行除霜.对新循环除霜性能进行了实验研究,并与逆循环除霜方式进行了比较.实验结果表明,新型分组节流除霜方式合理地利用了除霜能量,因此除霜时间及除霜损失小于传统逆循环除霜方式.而且在除霜过程中不从室内吸收热量,对其温度波动影响较小.在除霜过程中,新除霜方式的四通阀换向次数与逆循环除霜方式相同,但系统压力的波动幅度远远小于逆循环除霜方式,因此对系统的机械冲击要小得多.     

制冷系统变工况性能数值模拟与实验研究

采用分布参数的方法建立了制冷系统的数学模型,在建立冷凝器和蒸发器两相区模型时采用了分相流模型,并考虑了流型变化对制冷剂流动换热过程的影响。利用所建模型,计算分析了冷凝器进口空气温度、蒸发器进口空气温度等参数变化对系统性能的影响,在焓差实验室对一台风冷热泵空调器性能进行了实验研究,得出了冷凝器和蒸发器进口空气温度随冷凝压力、蒸发压力、过冷度和过热度的变化曲线。将理论计算结果与实验结果进行对比分析,结果证实了所建仿真模型是合理的。     

使用电子膨胀阀的热泵热水器动态性能数值模拟与实验研究

在不同的环境工况下对使用电子膨胀阀的热泵热水器系统动态性能进行了实验研究,测量了电子膨胀阀不同开度条件下热泵热水器的动态制热量、性能系数等参数,分析了电子膨胀阀开度对热泵热水器性能的影响.同时,对热泵热水器系统动态性能进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行了比较.结果表明:在电子膨胀阀某一开度下,系统性能系数存在一个最大值;对于电子膨胀阀不同开度,在加热初始阶段,电子膨胀阀开度较大时系统COP和制热量较高,而在加热后期则恰恰相反.通过在不同加热时段使用电子膨胀阀不同开度实验发现,系统性能得到显著提高,最大可提高7.6％.热泵系统性能数值模拟与实验结果的变化趋势一致,说明数学模型和计算方法是可行的.     

电动汽车引射热泵空调系统性能实验研究

针对已提出的电动汽车引射热泵空调(EHPAC)系统进行改进，将车内、外侧换热器设计成前后排分离的形式，并加设引射器，形成梯级蒸发并回收膨胀功，从而提高系统的性能。实验研究了夏季及冬季工况下车内、外温度对EHPAC系统制冷及制热性能的影响，验证了引射器的使用可大幅提高汽车热泵系统的制热性能。将EHPAC系统与传统热泵系统(THPAC)进行对比，结果表明：对不同的车内、外温度工况，EHPAC系统的制冷及制热性能均优于THPAC系统，制冷量提高约21.5%～35.7%、制冷COP提高约13.1%～21.7%、制热量提高约4.4%～14.5%、制热COP提高约11.3%～18.3%。同时表明车内温度的改变对EHPAC系统性能的影响比车外温度的影响更大。