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%。     

跨临界CO_2双级压缩增压系统热力学分析

建立了跨临界CO_2双级压缩增压系统的热力学模型,并对气体冷却器出口温度、膨胀罐内压力、过冷度等影响系统性能的因素进行了数值分析。结果表明:系统的最佳排气压力随着气冷器出口温度的升高而迅速升高,且在气冷器出口温度不发生改变的情况下,最佳排气压力随着蒸发温度的降低略微有所升高,而系统最佳COP随气冷器出口温度的升高而快速下降。系统的最佳干度值随着气冷器出口温度的升高而增大。在一定的蒸发温度下,系统COP随着膨胀罐内压力的增大而逐渐减小,同时随着过冷度的增大系统COP逐渐增大,但要比蒸发温度对系统性能的影响要小些。     

低压补气技术应用于客车空调最大运行制冷工况的实验研究

针对客车空调器在最大运行工况下排气温度过高、系统性能下降、压缩机因过热保护频繁停机等突出问题,提出采用带经济器的低压补气技术,并对系统循环过程进行理论分析与实验研究。结果表明:采用带经济器的低压补气技术可显著降低压缩机排气温度,使系统安全可靠运行,且在较高压缩机转速情况下,其优势更加明显。同时,通过补气比例的合理控制,系统制冷量和COP均有一定幅度地提高。如在室外温度50℃、压缩机转速3000r/min时,压缩机排气温度降低了21.7%,系统制冷量和COP分别提高了3.1%和9.4%。     

CO2/R170共沸混合制冷剂应用于冷柜系统的热力学性能分析

基于一套小型冷柜系统建立了热力学模型,将纯CO2制冷剂和CO2/R170共沸混合制冷剂分别应用于该系统,详细计算了系统的性能参数和[火用]效率,并进行了全面的对比。研究结果表明:CO2/R170共沸制冷剂可显著降低排气温度,在所研究的范围内,最高可达16℃;在系统COP及[火用]效率方面,CO2/R170共沸制冷剂存在劣势;随着气冷器出口温度升高,系统的COP及[火用]效率方面的劣势不断减小,而降低排气温度方面的优势在持续增大,且压缩机的压缩比越来越低。因此,将CO2/R170共沸制冷剂应用于冷柜具有很强的可靠性,且更适用于气冷器出口温度较高的系统。     

补气技术应用于低温变频空调器的实验研究

针对电动客车用热泵空调器在低温工况下压缩比大、排气温度高、容积效率偏低、系统性能降低等突出问题,提出了带经济器的补气技术,并对系统循环过程进行理论分析,测试了在-15℃的环境温度、不同压缩机转速下,补气技术对电动客车用低温变频空调器的性能影响。结果表明:与不补气的热泵空调器相比,采用补气技术可显著降低压缩机排气温度,使系统安全可靠运行,特别是压缩机转速为5000r/min时,不补气时排气温度高达116.7℃,而补气时排气温度为99.6℃,相比下降了14.7%;采用补气技术提升了系统制热量和制热性能系数COP,且随着压缩机转速的提高,其效果更加显著,当压缩机转速由2000r/min提高到5000r/min时,与不补气的热泵空调器相比,系统制热量提升了16.2%~22.7%,COP提升了2.8%~14.2%。     

带回热器的跨临界CO2两相流引射制冷系统性能实验研究

对带和不带回热器(IHX)的跨临界二氧化碳两相引射制冷系统进行了实验研究,主要分析了回热器、实验工况、引射器尺寸参数对系统性能的影响。结果表明:对于固定的气冷器出口温度、不同的气冷器压力工况,回热器的使用可使系统制冷量提高0.85%-8.60%,COP提高0.88%-11.7%;对于固定的气冷器压力,在不同的气冷器出口温度条件下,其制冷量可提高1.14%-2.92%,COP可提高0.99%-2.75%;在气冷器压力较低及出口温度较高的工况条件下,回热器对系统性能影响较大,系统COP及制冷量的最大改善均发生在上述工况条件下;喷嘴直径与引射器混合室长度之间存在一个最优匹配,两者的最优匹配能使系统COP大大提高。     

带回热器的跨临界CO2空气源热泵系统性能实验研究

本文对带回热的跨临界CO_2空气源热泵循环在不同压缩机频率下运行时的特性进行了热力性能分析。结果表明:在25 Hz和30 Hz压缩机频率下,系统COP_h随排气压力的升高都存在峰值。在35 Hz压缩机频率下,由于受限于系统高温保护,系统COP_h随排气压力的升高逐渐增大,从趋势来看也存在峰值。压缩机频率升高,出水温度、气冷器出口温度和排气温度都升高,CO_2质量流量增加,系统COP_h减小。与25 Hz和35 Hz压缩机频率下的系统性能相比,30 Hz压缩机频率下的系统运行性能更优,系统最大COP_h为3.88,对应的最优排气压力为9.2 MPa,对应的最高出水温度为91.1℃。     

补气方式对R410A冷藏系统性能的影响

针对普通冷库冷藏系统存在排气温度过高、制冷性能较低等问题,研发了一套采用微通道换热器的变频转子压缩机新型冷藏系统,研究系统在不同压缩机转速情况下、采用不同补气形式对系统制冷性能的影响。结果表明：库外温度为32℃时,压缩机转速从3 000 r/min提升至5 000 r/min过程中,分别与不补气系统对比,低压补气系统时排气温度降低了20.54%～22.61%、压缩机功率提高了0.28%～9.19%、制冷量增加了1.15%～4.52%、COP增加了1.41%～3.43%;中压补气系统排气温度降低了18%～20.42%、压缩机功率提高了8.38%～17.29%、制冷量增加了7.86%～18.48%、COP增加了5.08%～8.97%。     

跨临界CO_2热泵性能试验及优化分析

为进一步研究跨临界CO_2热泵的系统性能,针对所设计CO_2热泵系统进行实验。实验结果表明:在风机频率一定时,系统热负荷、压缩机轴功率、系统出风温度均随压缩机频率的增大而增大。蒸发温度从-2℃升至4℃,COP增幅为26%,CO_2在气冷器出口温度降低10℃左右时,系统COP增幅大于30%。实验工况下跨临界CO_2热泵系统出风温度变化范围在50℃-100℃,在获得大于75℃出风温度时,热力学第二定律效率超过30%,CO_2气冷器出口温度、高压侧压力、蒸发温度的升高都会提高系统热力学第二定律效率。     

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。