土壤源跨临界CO_2循环空调和热泵系统实验研究

设计并搭建了太阳能辅助土壤源跨临界CO_2空调与热泵热水实验系统,通过水路阀门的控制,可以使系统工作在制冷工况、制热工况、热水工况、制热+热水工况、制冷+热水工况等模式下。进行了多组利用土壤源制热工况实验,取得了很好的实验结果和较高的性能系数;实验结果验证了理论分析结果。实验过程中监测到地埋管系统测温点的温度不断下降,分析了温度下降的原因并提出了下一步实验方案。     

复合热源热泵系统集热/蒸发器的模型

提出了一种新型太阳能-空气复合热源热泵热水器,它通过独特设计的螺旋翅片蒸发盘管的平板型集热/蒸发器,综合利用太阳能和空气中的热量作为低位热源,经过热泵循环制造热水.论文针对自行设计的集热/蒸发器建立数学模型和进行热性能分析,以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性.模拟结果显示,该装置可以一年四季全天候高效、节能地制造55℃生活热水。     

太阳能辅助空气源热泵空调低温特性研究

为了改善和提高空气源热泵空调冬季低温环境下的工作性能,设计了以翅片-套管复合式换热器为核心部件,以太阳能低温热水作为辅助热源的太阳能辅助空气源热泵空调,并对该热泵空调进行了低温工况性能测试。实验结果证明,当室外环境温度低至-15℃时,太阳能辅助空气源热泵空调与单一空气源热泵空调相比,系统性能得到明显改善,COP提高50%以上。     

双热源空调-热水器一体机冬季制热的实验研究

冬季室外温度低时,空气源热泵系统的蒸发器会结霜,使系统COP降低。所设计的空调-热水器一体机可以制冷、制热、一年四季提供生活用热水。冬季室外温度低时,用太阳能加热后的水作为热泵的低温热源,可以提高热泵的效率。分别用空气源蒸发器和水源蒸发器独立工作使系统给房间制热,实验结果发现水源蒸发器工作时系统的COP平均值为3.56,空气源蒸发器工作时的COP平均值为2.51。     

用于住宅建筑的太阳能吸收式空调性能分析

夏季太阳能辐射强度与空调负荷有很好的一致性,这使得太阳能辅助空调具有独特的优点。根据郑州地区夏季太阳辐射和空调负荷特点,针对某一太阳能辅助吸收式空调系统进行了理论分析,该系统供冷对象为200m2别墅,采用60m2平板式太阳能集热器和一个带有辅助加热装置的集热水箱作为热源。在发生器温度为70—100℃,蒸发温度5—15℃的范围内计算了系统性能系数和太阳能利用率。计算结果表明,在5—9月份,太阳能可以提供建筑冷负荷的76—122%。     

CO2跨临界水-水热泵系统实验研究

对CO2跨临界水-水热泵系统进行研究,并搭建实验台进行测试:系统中添加回热器与否的两种情况下,通过改变蒸发温度、冷冻水的流量和温度、冷却水的流量和温度,测试系统的制热系数COPh和制冷系数COP。结果表明,蒸发温度升高,系统的COPh、COP也随之增加;而冷冻水流量增加,系统的COPh、COP增加不明显;增加回热器后随着冷冻水温度升高,系统COPh和COP上升趋势显著;冷却水流量增加对系统性能的影响很大;随着冷却水温度的升高,系统的换热量降低,导致系统的COPh和COP随之降低。通过以上实验证明在相同的工况下,添加回热器可提高系统的性能。     

直膨式太阳能热泵热水器的实验研究

建立了直膨式太阳能热泵热水器实验样机,该样机采用裸板式太阳能集热器作为蒸发器。在室内模拟光源(0～1000W/m2)下,对该热水器进行了性能测试,得出热水平均加热功率为1.04 kW,热泵平均COP为4.18。通过对实验数据加以整理和分析,得出了热水温度、集热/蒸发板温度、热水加热功率及热泵COP随太阳辐射强度及运行时间的变化规律,并提出了热泵COP的改善措施。     

二次回路热泵空调系统制冷剂充注量的实验研究

新能源汽车中热泵空调节能技术引起了广泛关注,制冷剂的充注量是热泵空调系统优化的关键因素。本文针对应用于电动汽车的二次回路热泵空调系统的制冷剂充注量进行实验研究,通过记录系统运行状态参数,对系统的制冷和制热性能进行分析。结果表明,相比制冷模式而言,制冷剂充注量对制热模式下的系统性能影响较大;随着充注量增加,压缩机的排气温度先下降后上升,超过一定值后排气压力迅速上升;在制冷和制热模式下,过冷度随充注量的增加而增大,过热度随充注量的增加而减小。     

太阳能吸收/压缩复叠双温制冷系统特性研究

根据温湿度独立控制空调系统所需冷量的品位不同,提出了一种冷量梯级利用的太阳能吸收/压缩复叠双温制冷系统,由太阳能溴化锂单效吸收制冷子系统、高温冷水循环子系统和水冷压缩制冷子系统复叠而成。建立了新系统的热力学数学模型,分析太阳能溴化锂单效吸收制冷子系统蒸发温度、发生温度和环境温度对新系统性能影响,并与传统的太阳能溴化锂单效吸收制冷(SSAR)系统和太阳能吸收/压缩复叠制冷(SAC-CR)系统进行性能比较。结果表明,存在最优的发生温度和环境温度使系统所需集热面积最小,新系统所需集热器面积均低于传统SAC-CR和SSAR系统,且新系统功耗显著低于传统SAC-CR系统,为面向温湿度独立控制空调系统应用的吸收/压缩复叠双温制冷机组研制提供理论依据。     

1.x级溴化锂吸收式制冷循环性能分析

提出了一个适合于利用太阳能的新型1.x级溴化锂吸收式制冷循环。计算了该循环的性能。结果表明,在现有太阳能集热器所能提供的热水温度范围,1.x级循环克服了单效循环运行范围窄的缺点,其性能指标明显高于两级循环;冷却水先进入冷凝器的串联流程优于并联流程;热水、冷媒水、冷却水温度对溴冷机循环系统的性能系数、热源单耗、面积单耗等经济性指标有较大影响。