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。     

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。     

气液双热源耦合热泵空调性能模拟研究

建立了气液双热源耦合换热器的耦合换热模型,并对其在耦合热源热泵空调中应用时的制热工况进行了性能模拟研究。模拟结果显示,使用该气液双热源耦合式换热器的耦合热源热泵空调系统,气液双热源模式与单空气热源模式相比,制热量和COP均有明显提高,低温时性能提高更为显著。当室外温度为-15℃时,双热源热泵的制热量较单一空气源热泵提高比例进一步增大,制热量提高近40%,COP提高近30%。     

跨临界CO2热泵空调系统仿真优化研究

为了研究跨临界CO₂热泵空调系统在不同工况下的制热性能,应用MATLAB软件,对带回热器的跨临界CO₂系统进行仿真研究。针对系统内排气压力P_cond、蒸发温度T_evp、气冷器排气温度T_out、过热度ΔT等因素,探究其对系统制热COP的影响。研究结果表明：T_evp、ΔT每升高1℃,系统COP分别上升5%～7%、0.1%～1.3%;T_out每增加1℃,系统COP降低0.17～0.04。通过仿真研究得出,跨临界CO₂系统的最优排气压力P_cond＿opt,并拟合得到其计算关联式。     

单转轮除湿空调系统夏季工况实验研究

介绍了单转轮除湿热泵空调系统,通过实验,对其系统进行了夏季工况除湿性能研究。当除湿区入口干球温度在28℃~40℃之间以温差2℃为一工况增加,温度一定时含湿量在8~20g/kg之间以2g/kg为一工况增加时,新风按20%比例与回风混合,混合风由硅胶转轮除湿后再经过热泵蒸发器冷却降温送入空调区。实验结果表明,从热泵蒸发器处理后的空气温度稳定在20℃左右,满足送风要求;从热泵冷凝器出来的空气温度为60℃左右,满足对转轮再生温度的要求;热泵机组的COP均值为2.7;硅胶转轮除湿率均值为0.32,除湿效率比较明显。     

中型直膨式太阳能PVT热泵系统性能实验研究

对一种中型直膨式太阳能PVT(光伏/光热)热泵热电联产系统进行了实验研究。通过对PV(光伏)组件与直膨式集热/蒸发器的合理耦合构建PVT热泵系统,直膨式背板可吸收太阳能电池废热,降低太阳能电池温度,有效提高光伏组件发电效率,同时提高了热泵循环蒸发温度和蒸发压力,改善了热泵系统的运行性能。背板采用新型直膨式集热/蒸发器流道结构,结合PVT组件阵列管路设计,有效提升了冷媒分布均一性和PVT组件工作温度的均匀性。实验结果表明系统在热水模式下的平均COP(Coefficient of Performance)可达6.45,供暖模式的平均COP达4.24。系统所发电量可用于自身压缩机、水泵运行或并入电网,且提供55?C以上的热水,从而实现太阳能PVT热泵系统高效热电联产。     

太阳能辅助CO2热泵与制冷系统实验研究

本文设计了一种太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵空调热水系统,包括太阳能集热系统,二氧化碳热泵系统以及室内室外换热系统;针对春夏秋冬不同天气条件,可采用制热、制冷,热水、制热 热水、制冷 热水五种运行模式,实现热水和空调两大功能.利用搭建的太阳能辅助空气源跨临界CO2热泵热水与空调系统实验台,进行了水-水热泵与制冷循环系统、空气-水热泵与制冷循环系统以及太阳能辅助的热泵循环系统实验研究.结果表明;气体冷却器出口温度越低,系统的性能系数越高;蒸发温度的升高同样也会提高系统的性能系数;在冬季夜间利用太阳能集热系统作为辅助热源可有效提高蒸发温度,同时延长蓄热水箱使用时间,满足整个夜间供热需求.     

余热深度利用除湿降温系统中溶液工质研究

基于一种吸收式制冷与溶液除湿有机耦合的除湿降温空调系统,选择LiBr-H₂O、LiCl-H₂O、LiCl-CaCl₂-H₂O等溶液作为工质对,对吸收式制冷系统进行实验研究,测试系统性能与影响因素。实验结果表明,在热水温度80℃,输出17℃冷冻水的条件下,LiCl-CaCl₂混合溶液作为工质对的制冷量为10.72 kW,COP为0.59,比LiBr溶液和LiCl溶液低6%左右,其单位立方米成本仅为LiBr的36%,在性能相差不大的前提下具有成本优势,因此有替代LiBr的可能。同时,系统运行存在最佳制冷效果的溶液循环量;热水温度越高,制冷量越大;冷却水温度越低,流量越大;系统制冷量越大,能效越高。     

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。     

带经济器的热泵型客车空调系统实验研究

开发并搭建了一套用于纯电动客车的带经济器补气型热泵空调系统实验台,进行了车外各低温环境温度不补气与补气模式下的供热性能实验研究。实验研究结果表明:在车外环境为-20℃超低温环境温度下,经济器补气型热泵空调系统较不补气热泵系统制热量增加54.98%,排气温度降低15℃左右,COP提高41.2%,可较好地解决普通热泵空调低温制热性能差的突出问题。     

不同地下水流速对土壤源热泵系统运行的影响研究

利用Fluent建立土壤源热泵空调系统仿真模型,通过模拟结果与热响应测试所得结果的比较验证了模型的准确性。该模型耦合了土壤源热泵空调系统三大组成部分:负荷末端、热泵机组以及地埋管换热器。在此前提下,研究土壤源热泵空调系统中不同地下水流速工况下热泵机组COP的变化情况。结果表明,在常见的地下水流速0m/a至300m/a范围内,地下水流速越大,热泵机组COP越大,其中夏季制冷期间,当地下水流速从0分别增加到60m/a,100m/a,150m/a,200m/a,250m/a,300m/a时,机组COP分别增加11.54%,16.04%,19.91%,23.17%,25.50%,27.14%,从而减小了机组运行能耗。     

耦合热泵换热器的原理及变工况性能研究

工业能耗占我国总能耗超过70%,而其能源利用效率不足50%,因此工业余热高效回收利用是节能减排的重要途径之一。热泵技术是提升能量品位的有效方法,但吸收式热泵需要配置三个不同温度品位的热源或热汇,而电动热泵受热力学循环、工质物性、压缩机耐温耐压限制以及避免润滑失效一般只能工作于有限温度范围(<100℃)之内,因此该研究将吸收式循环与压缩式循环进行深度耦合,用于直接回收工业余热制取高温热水,同时确保压缩机的安全稳定运行.该文首先分析耦合热泵换热器的运行原理,其次建立了耦合热泵换热器的数学模型,最后对模型进行求解分析了关键参数对耦合热泵换热器性能影响变化规律。在设计工况下,当制取133℃热水时,耦合热泵换热器COP达到3.6,压缩机排气压力为1.2 MPa,排气温度为79℃,远低于压缩机耐温耐压上限和润滑油失效温度,因此耦合热泵换热器在利用余热制取高温热水或蒸汽领域具有一定的应用潜力。     

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。     

蒸汽驱动的CaCl2吸收式热泵储热系统热力学性能研究

储热技术是实现燃煤热电联产机组深度调峰的有效措施之一。本文提出了一种采用CaCl₂-H₂O工质对的吸收式热泵储热系统,CaCl₂-H₂O溶液作为储热介质,利用浓度差、大比重及吸收式热泵原理,可显著提高储热密度。使用Aspen Plus对系统进行仿真,在设计工况下,系统的储热比为0.446,储热密度在30.34 k W·h/m³左右,在变工况时,驱动温度升高(208～298?C),储热比降低(0.461～0.429),储热密度在30 k W·h/m³左右;蒸发器出口温度升高(32～50?C),储热比降低(0.485～0.397),储热密度降低(32.98～26.96 k W·h/m³);冷凝温度升高(86～98?C),储热比升高(0.414～0.513),储热密度升高(28.22～34.71k W·h/m³);预热温度升高(81～93?C),储热比升高(0.414～0.514),储热密度升高(28.20～34.76...     

带经济器的热泵型纯电动客车空调系统结霜特性研究

针对热泵型纯电动客车空调系统在冬季低温供热运行时车外换热器易结霜问题,设计并搭建一套带经济器、有三种不同补气方式的热泵空调系统实验台。通过实验研究并对比分析该系统在不同补气方式下运行时车外微通道平行流换热器的结霜性能,发现车外环境温度为-15℃工况时,在中压补气方式下结霜运行时系统COP、制热量、蒸发温度均明显最高,此时系统可高效运行。     

热泵热水器变工况性能的无量纲对比态分析法

本文介绍一种热泵热水器性能的无量纲对比态分析法,该方法采用不同工况的热泵热水器性能参数与标准设计工况的参数对比的无量纲参数来描述实际工况性能。分别导出了理论和实际的描述热泵热水器变工况性能的无量纲表达式,给出了环境气温从-5～40℃,进水温度从5～30℃的无量纲性能曲线,以及两种型号的实验机的结霜温度区的实验结果无量纲对比性能。研究发现,热泵热水器的对比热水流量m_w是体现变工况性能的极为敏感和重要的参数,只有用m_w和COP相结合,才能全面反映热泵性能。     

纯电动客车热泵型空调系统中压补气供热循环特性模拟研究

基于纯电动客车低温运行特性,以R407C为循环工质,对建立的中压补气增效型纯电动客车热泵空调系统进行模拟研究。运用C语言,对系统的压缩机排气温度、制热量、COP进行模拟计算,并把模拟结果与实验结果进行比较。结果表明:在-20℃的低温工况下,相对于不补气系统,中压补气系统的压缩机排气温度降低17. 7℃,制热量增加64%,系统COP提高51%。     

单级氨水平衡式吸收-再吸收式热泵性能分析

本文以低温太阳能热驱动热泵采暖为研究背景,提出了一种单级氨水平衡式吸收-再吸式热泵循环。构建了循环的热力学模型并进行了验证,分析了循环高、低压发生压力,环境温度,热源温度等参数对循环供热性能系数(COP)的影响。研究结果表明,在给定的工况下,循环有确定的高、低压工作范围。在给定的高压发生压力下,为了获得最佳COP,需要对系统低压发生压力进行优化选择,最优的低压发生压力和最佳COP随高压发生压力的增大而增大。结果表明,循环的最大COP为1.51,对应优化的高、低压力为1.50 MPa/0.48 MPa,最低工作环境温度为-5.8℃,最低驱动热源温度为82℃。     

压缩机转速对电动汽车热泵空调制冷的影响

针对目前在压缩机转速对电动汽车热泵空调系统制冷性能的影响,尤其是对标准制冷与高温制冷性能的影响和对比分析较少的现状,在依据该课题组研究成果上,设计了一套带低压补气的电动汽车热泵空调试验台,研究了两种工况下不同压缩机转速对系统制冷性能的影响。结果表明:压缩机转速在3 000～5 000 r/min时,相比标准工况,高温工况冷凝温降减小5.7%～5.3%、COP减小26%～21.3%、制冷量减小1.8%～5.6%、出风温度增大10.4%～8.9%。     

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。