双蒸发器连接形式对双源复合热泵系统制热性能影响研究

传统热泵采用单一热源(空气源或水源),虽然也有利用多热源(蒸发器)的复合热泵,但往往采取蒸发器切换的工作模式,这种工作模式难以同时利用多热源能量来达到制热目的。双蒸发器耦合的复合热泵系统通过太阳能水源蒸发器与空气源蒸发器协同工作来提高其制热性能,但不同的蒸发器连接形式(串联与并联)必然导致复合热泵系统的制热性能发生变化。本文利用热力学方法对双蒸发器采用不同连接形式的复合热泵系统的热力学性能进行了比较分析。研究结果表明:无论双蒸发器并联还是串联连接的复合热泵系统均较单一热源(空气源)的热泵的制热性能均显著提高;双蒸发器并联连接的复合热泵系统的能耗较双蒸发器串联连接的复合热泵系统的能耗明显下降,双蒸发器并联连接的复合热泵系统需要增加一台压缩机,但其节能性显著,也更具经济性优势。     

小型水源热泵机组变工况运行实验研究

本文以自行设计、开发的水源热泵机组为例,通过实验,研究了该热泵在制热模式下,蒸发器侧供水温度和流量变化对系统的运行参数和能耗的影响规律。结果分析表明,系统耗功率随供水温度的升高而降低,随供水流量的增加而升高;提高供水温度或增加供水流量,系统制热量及供热系数均会增加,水温每升高1℃,制热系数COP平均增幅1.94%,供水流量每增加0.5m3/h,制热系数COP平均增幅6.75%,室内温度每提高1℃,制热系数COP平均降幅2.47%。     

带闪发器中间补气的R32空气源热泵系统性能实验研究

针对R32空气源热泵系统存在的冬季制热性能下降、排气温度过高等问题,本文对使用闪发器的中间补气空气源热泵系统性能及影响因素进行了实验研究。结果表明,系统相对补气量、制热量及压缩机耗功均随着相对补气压力的升高而增大,排气温度则随着相对补气压力的升高而降低,而制热COP在环境温度高于-5℃时,随相对补气压力升高而减小,在环境温度低于-5℃时,随中间压力升高而呈先增加后减小趋势,系统最佳相对补气压力约为1.2。与传统空气源热泵系统相比,带闪发器的R32中间补气热泵系统的制热量及压缩机耗功均大于传统系统,排气温度则低于传统系统;当环境温度高于-3℃时,传统热泵系统制热COP高于闪发器中间补气系统,而当环境温度低于-3℃时,闪发器中间补气系统制热COP高于传统热泵系统。     

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.     

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%。     

小型复叠式空气源热泵采暖系统性能影响因素的实验研究

本文探讨了循环水流量﹑热水温度及环境温度等参数对小型复叠式空气源热泵采暖系统性能的影响。实验结果表明:在一定温度范围内,随着制取热水温度的升高,热泵的制热量逐渐降低,热泵的输入功率逐渐增大,系统COP呈下降趋势;当制取的热水温度相同、环境温度较高时,热泵的制热量、热泵平均COP值较高;在一定流量范围内,循环流量越大,热泵的制热能力越高,当制取热水的温度相同时,大循环流量下高温环路的压缩机排气温度越低,运行越稳定。     

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。     

小型住宅用空气源热泵制热运行特性实验研究

对小型住宅用空气源热泵系统在使用制热运行时的性能进行实验研究,通过改变室内外干球温度探究热泵系统的冷凝压力、冷凝温度、蒸发压力、蒸发温度对系统功率、制热量、制热系数的影响。结果表明,当系统室外干球温度一定,系统冷凝压力、冷凝温度、系统功率随室内设定干球温度的升高而升高,系统制热量、制热系数随室内设定干球温度的升高而降低,室内干球温度每升高1℃,制热量降低1.62%,制热系数降低1.27%。当系统室内干球温度一定,系统蒸发压力、蒸发温度、系统制热量、制热系数随室外干球温度的升高而升高,系统功率随室外干球温度的升高而降低,室外干球温度每升高1℃,制热量增加1.75%,制热系数增加2.23%。实验结果显示室外干球温度比室内干球温度对系统性能的影响更大。     

热泵型纯电动客车空调结霜特性实验研究

针对热泵型纯电动客车空调系统在冬季低温高湿环境下,车外换热器易结霜而造成系统制热性能严重衰减的问题,开发了一种带有经济器的补气型纯电动客车热泵空调系统,对车外管翅式换热器结霜特性进行了实验研究。结果表明,当车外换热器完全结霜后,系统制热量和COP均大幅下降。由于采用中压补气技术,系统仍能稳定运行,当车外温度为0、-10、-20℃时,结霜过程中系统制热量分别降低了5、3.2、2.3 kW,COP分别降低了1.1、0.7、0.45,且车外空气相对湿度越大,系统制热性能衰减越严重。     

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。     

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。     

组合式热管换热器在热泵系统中的试验研究

采用组合式热管换热器作为生活浊水余热热泵热水器的热管蒸发器,并在试验台上进行了不同污水进口温度和不同污水流量的可视化试验,通过分析试验结果,发现组合式热管上升管和下降管的温差很大的现象,这与热管特性相矛盾。采用理论分析和实验相结合的方法,研究了热管中产生温差的原因。它主要是由于下降管压力损失较大,使热管工质在热管蒸发器中的滞留引起。     

二氧化碳热泵热水器充注量的不动点优化

二氧化碳跨临界循环应用于热泵热水器具有供水温度高、能效高的优点,而最优高压控制是保证其高能效的关键之一。为了避免实际系统最优高压控制的复杂性,提出通过系统设计实现最优充注量近似不变的充注量不动点优化方法,可避免最优高压控制,在保证系统高能效运行的同时极大地简化了系统控制。仿真计算表明,通过调节换热器大小并在气体冷却器出口添加高压储罐,可以使不控高压系统的平均能效衰减减小至-0.8%。     

供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响

为探究热泵供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响,保持室外环境温度15.5℃不变,调节热泵供水温度,测试冷却水流量、气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力、压缩机耗功量、系统制热量、气冷器热交换完善度、系统COP的变化情况。结果表明:供水温度由45℃升至85℃,气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力随之增加,冷却水流量随之减小。系统制热量增加了7.3%、气冷器热交换完善度下降了20.0%、系统COP下降了35%、压缩机功耗增加了65.1%。     

适于低温的双级压缩热泵系统的压缩机仿真

适于低温环境工作的双级压缩空气源热泵热水器,能够很好地解决低温工况下普通单级压缩空气源热泵热水器使用存在的问题。结合半经验公式分别对系统内两个压缩机建立稳态模型,用1 stopt软件拟和出输气系数和电效率以简化模型,并对模型的不足之处作进一步修正,仿真结果比较理想,同时也反映了双级压缩热泵系统很好的低温适应性。     

一种新型空气源高温热泵的热力学分析

本文提出了一种供热温度为80~100℃的新型空气源高温热泵循环(EIHP),该循环采用非共沸混合工质R290/R600a,利用内部自复叠技术和喷射器提升循环性能。针对EIHP循环建立了相应的热力学计算模型,并与传统热泵循环(CHP)进行了对比研究。根据计算结果,当冷凝器出口温度为100℃,蒸发器出口温度从25℃下降到-10℃时,相较于CHP循环,EIHP循环的COP提高了15%~27%,压缩机压比降低了20%~46%,容积制热量提高了22%~51%。此外,本文还研究了冷凝器出口温度,工质配比等参数对循环性能的影响情况。     

基于带闪蒸器的空气源热泵热风机试验性能研究

本文针对带闪蒸器的空气源热泵热风机的性能进行了测试、对比及数据分析,研究结果表明,随着室外环境温度在7℃-20℃之间下降时,两款热泵耗电量都在逐渐增加,带闪蒸器的空气源热泵热风机相较普通空气源热泵热风机的COP下降有变缓趋势,当室外环境温度为-12℃时,带闪蒸器的空气源热泵热风机的COP为2.43,而普通空气源热泵热风机为2.30;在-20℃时,带闪蒸器的空气源热泵热风机COP为2.15,普通空气源热泵热风机COP已降至1.98;带闪蒸器的空气源热泵比不带闪蒸器的空气源热泵性能提高大概8.6%左右。     

非共沸混合工质自复叠热泵循环试验研究

单级压缩式热泵冷凝温度与蒸发温度之差一般为40~50℃,非共沸混合工质自复叠循环具有工作温差大的优点,将其应用于热泵循环,则可产生较大的供热温差。该文通过搭建一个空气源自复叠热泵实验台,利用NIST公司的制冷剂物性数据库Refprop7,绘制出了混合工质的温度-浓度图。经过实验,分析了自复叠热泵循环工作温差的影响因素,得出了自复叠热泵气液分离器简单分离对增大工作温差的作用有限,增加工质的相对挥发度也不能显著改善热泵的运行性能等结论。并进一步得出了增设分凝设施可显著增大工作温差的结论。