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。     

中间补气水-水热泵系统理论分析

带有中间补气的涡旋压缩机可以有效的改善热泵系统在低温环境下的制热性能和运行可靠性。根据中间补气及准二级压缩热泵系统的研究现状,采用理论分析对带过冷器的中间补气涡旋压缩机的性能进行了对比与分析。阐述了水-水热泵系统的研究背景及工作原理;详细分析了增设补气口后涡旋压缩机的工作过程;提出了中间补气热泵系统的数学模型及计算方法并对其进行热力分析。最后与单级压缩循环比较得出结论:在蒸发温度越低的情况下使用中间补气循环对性能的提高越有利。中间补气技术在低蒸发温度、大压比的设备和系统中,节能效果更加明显。     

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。     

补气技术对低温型空气源热泵热水器性能的影响

针对空气源热泵热水器在冬季低温环境下制热性能严重衰减的问题,开发了一种中压补气型空气源热泵热水器,搭建试验台,试验研究了测试系统在不同低温工况下的制热性能。结果表明:相对于不补气系统,中压补气系统压缩机排气温度明显降低,尤其在低温-7℃和-15℃环境下,分别降低16.7、12.1℃;当环境温度从7℃下降到-15℃时,中压补气系统制热量提高6.6%～27.1%,压缩机功率提高1.7%～22.2%,COP提高3.4%～4.8%。     

变风量客车空调系统性能实验研究

针对纯电动客车热泵空调系统制冷与制热性能衰减严重、耗能较高等问题,设计并搭建了一款基于R410A纯电动客车热泵空调系统实验台。该实验研究了变车外风机风量对热泵系统性能的影响。实验结果表明:低压补气制冷工况下:车内风量为100%,车外风量从40%增加到100%时,系统制冷量增加1.45%,COP_1上升12.7%,COP_2下降19.4%,压缩机功率下降11.1%,排气温度降低11%。制热工况下,系统制热量增加3.2%,COP_1上升8.5%,COP_2下降27.7%,压缩机功率下降29.5%,车内出风温度降低0.7%。     

电动汽车空调涡旋压缩机低压补气特性模拟研究

为解决超低温工况下纯电动汽车普通热泵空调系统运行时,压缩机排气温度过高和制热性能衰减严重,甚至无法正常运行等问题,设计了一种低压混气型电动汽车热泵空调用涡旋式压缩机,在课题组前期研究的基础上建立低压混气型涡旋压缩机的数学模型,并用实验结果对模拟计算值进行验证。结果表明,模拟值与实验值最大误差小于5%,该模型能够较好地预测系统性能。     

R134a、R410a和R1234yf双级热泵性能对比

针对一级节流中间完全冷却双级压缩系统,建立了能量方程并编制了程序,对R134a、R410a和R1234yf热泵系统压缩机排气温度、性能COP、压缩机耗功和?损失等进行了对比.结果表明:在环境温度为-25℃时,R1234yf的制热COP可达到1.766,仅比R134a和R410a约低4％和2.9％,低压级压缩机耗功分别比...     

纯电动公交车热泵空调系统制冷性能实验研究

针对纯电动公交车空调系统能耗高、运行不稳定等问题,设计并搭建了一套带低压补气的纯电动公交车热泵空调系统实验台,实验研究了车外环境温度、压缩机转速、车外风量和补气过热度对系统制冷性能的影响。结果表明:系统在极端环境温度50℃时,系统制冷量降低了12.7%,但仍能满足车内冷量需求;压缩机转速增至5 000 r/min时,系统COP下降了7.8%,系统制冷量提高了86.2%;车外风量变化对系统各项制冷性能参数均影响较小,可通过改变车外风量来达到节能目的;采用低压补气技术和降低补气过热度能增强系统稳定性。     

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%。     

水蒸气超高温热泵系统的实验研究

近年来以低温室效应(GWP)的制冷剂的蒸汽压缩式高温热泵一直是余热回收领域的研究热点.为获得更高的输出温度,本课题组搭建了一台采用自然工质水作为循环冷媒的超高温热泵样机并进行了实验测试.实验结果表明蒸发温度为80℃,冷凝温度从115℃升至145℃时,热泵的COP从4.88降至1.89.在85℃蒸发,117℃冷凝时,最高...     

Rigorous investigation of heat pump assisted distillation

In this work a propylene-propane splitter assisted by a heat pump of the vapour recompression type is investigated by rigorous methods. Two schemes, a single compressor scheme and a double compressor scheme in parallel arrangement, are scrutinised and compared to the conventional stand alone column. The investigation includes parametric study, operability assessment and an estimation of the role of heat pump in minimising flue gas emissions. The parametric study of the influences of the column top pressure and the pressure lift of the heat pump on the economics shows, for both schemes at the optimal conditions, practically the same annual total cost, which is about 37% cheaper than the conventional stand alone column.The operability of the system is investigated by degrees of freedom analysis and steady state controllability parameters. The operability considerations show that in the case of the double compressor scheme, the column pressure can be independent of the threshold temperature of the condenser. Thus the column pressure can be determined to satisfy the optimum separation parameters. Due to this operability reason, the double compressor scheme is preferred to the single compressor scheme. The heat pump share in reducing flue gas emissions is estimated. It is found that about 60% of the flue gas emissions can be minimised when using a heat pump.     

Performance of a Single-Family Heat Pump at Different Working Conditions Using Small Quantity of Propane as Refrigerant

The performance of a domestic heat pump that uses a low quantity of propane as refrigerant has been experimentally investigated. The heat pump consists of two minichannel aluminium heat exchangers, a scroll compressor, and an electronic expansion valve. It was charged with the minimum amount of refrigerant propane required for the stable operation of the heat pump without permitting refrigerant vapor into the expansion valve at incoming heat source fluid temperature to the evaporator of +10°C. The inlet temperature of the heat source fluid passing through the evaporator was varied from +10°C to ?10°C while holding the condensing temperature constant at 35°C, 40°C, 50°C, and 60°C, respectively. The minimum refrigerant charges required at above-tested condensing temperatures were found to decrease when the condensing temperature increased and were recorded as 230 g, 224 g, 215 g, and 205 g, respectively. The results confirm that a heat pump with 5 kW capacity can be designed with less than 200 g charge of refrigerant propane in the system. Due to the high solubility of propane in compressor lubrication oil, the amount of refrigerant which may escape rapidly in case of accident or leakage is less than 150 g.     

回热对跨临界CO2热泵系统性能影响的实验研究

本文实验研究了回热器的回热率对跨临界CO2热泵系统性能的影响。结果表明:在一定压缩机频率下,随着排气压力的升高,系统制热量和COPh都存在最大值,并分别存在对应最大制热量和最大COPh的最优排气压力;在25Hz压缩机频率下,系统在低排气压力下运行时,引入回热器才能提高系统COPh,且引入回热器可在较低排气压力下,获得更高的系统COPh;在一定压缩机频率下,系统分别存在最大制热量、最高出水温度和最大COPh对应的最优回热率.在本实验条件下,如果以系统获得最大COPh为设计目标,系统回热率取15%左右为宜;如果以系统获得最高出水温度为设计目标,系统回热率取5%左右为宜。     

准二级压缩空气源热泵系统的变工况试验研究

介绍了准二级涡旋压缩机空气源热泵系统,对研制出的具有蒸汽喷射的涡旋压缩机空气源热泵系统样机进行了大范围变工况试验研究,获得机组在各工况下的输入功率、制热量、COP、排气温度的变化。通过变工况实验,综合考虑制热量、COP和机组工作稳定性,得出准二级压缩热泵系统最佳中间补气压力为1200kPa~1400kPa。研究结果可为准二级压缩系统设计与应用提供参考。     

The commissioning of an integrated heat pump-assisted geothermal brine purification system

In a previous work, a packaged commercial heat pump was coupled to a geothermal brine purification system. Subsequently, a new compact heat pump-assisted purification system was farbricated which involved the elimination of two heat exchangersi and a reduction in the amount of tubing; this resulted in higher efficiencies due to lower temperature differences in the heat exchangers. The quality of the distilled water obtained from the geothermal brine was similar to commercially available distilled water with respect to chlorides and silica. A coefficient of performance (COP) of 4.5 was achieved with a brine boiling temperature of 63°C. Higher COPs could be achieved with a higher compressor efficiency. The process shows considerable promise for future development.     

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%。     

高温除湿干燥机的试验研究

本文介绍了作者自行设计的高温除湿干燥机,以及在工业木材干燥过程中的试验研究。该除湿干燥机的特点是利用清华大学研制的高温环保工质HTR01,配合R22压缩机组成热泵循环,达到提高除湿机出口风温,能够与常规蒸汽干燥窑干燥工艺相匹配的目的．通过对该高温除湿机的大量热工性能试验,以及对试验结果的性能分析,为设备的改进与性能的提高提供了基础．     

理论制冷循环绝热压缩过程的改进计算

基于对工质在压缩机中经历的实际过程的分析,提出了一种在理论制冷循环中与之相应的过程模型-由定压加热子过程、绝热压缩子过程、定压放热子过程组成的复合过程;给出了包含余隙容积影响的过程计算式和计算方法,计算简单易行.较之现有的单一绝热压缩过程模型,新的过程模型及相应的过程和循环性能计算结果更加接近实际.     

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。