空气源热泵机组的制热实验研究

为解决北方地区冬季加热水耗电量大、能源浪费严重的现状,提出了采用部分热回收热泵系统制取生活热水。在焓差室中模拟不同室外工况,检测热泵制取热水的性能,设定的进出水温度为40~45℃和30~35℃。实验结果表明不同室外工况下热泵的制热系数在2.9~3.9之间,能够满足冬季热水需求并且达到节能目的。     

中高温热泵热水器新工质TJR01循环性能分析

为了研究新工质TJR01的性能,对TJR01和R22两种工质的基本物性进行了分析,并把充灌TJR01的热泵热水器机组放在房间热平衡室内进行实验.通过改变室外环境温度、进水温度和出水温度来研究TJR01在空气源热泵热水器上的循环性能和排气压力.结果表明,TJR01可灌注式替代R22;当环境温度为(21.8±0.3)℃、进水温度为(14.2±0.4)℃,排气压力在R22压缩机的正常工作压力范围内时,灌注TJR01的热泵热水器可产生60℃的热水,且其循环性能大于3.2.     

制冷剂中间排出式双温热泵性能研究

为满足双温供热的需要,提出了新型滚动转子压缩机制冷剂中间排出的双温冷凝热泵系统,并建立了系统模型,以R1234yf为制冷剂对系统进行了计算和分析.结果表明：随着相对中间排气量的增大,压缩机功耗下降,制热性能相应上升;随着蒸发温度的升高,压缩机的吸气流量增加,压缩机功耗和制热性能均上升;随着中温冷凝温度的升高,压缩机功耗上升,制热性能下降;随着高温冷凝温度的升高,压缩机功耗和制热性能同样分别呈现上升和下降的趋势.当蒸发温度为5℃,中温冷凝温度为40℃,高温冷凝温度为65℃,相对中间排气量为28%时,双温冷凝热泵系统的制热性能较传统单冷凝热泵系统提升接近11%.     

工业余热回收的耦合压缩-吸收式高温热泵循环

针对常规吸收式热泵和压缩式热泵无法兼顾温升与效率的问题,本文提出采用热耦合压缩-吸收式热泵来达到高效高温输出的目的,并根据不同场景需求构建大温升型循环和高温输出型循环.采用R245fa和溴化锂-水溶液作为工质,针对100℃以上输出温度,利用Aspen Plus软件建立数学模型并对循环性能进行计算.研究结果显示:在采用大温升型循环回收30～40℃余热时,循环最优能效比(COP)可以达到2.58以上;在采用高温输出型循环回收60～70℃余热时,循环最优COP可以达到2.83;两种新循环在温升、输出温度和效率上比R245fa压缩式循环均有明显提升.     

CO2热泵热水器实验研究

为提高热泵热水器的效率,扩大CO2跨临界循环的应用领域,建立了CO2热泵热水器实验系统．实验结果表明：该系统在不同季节工况下均可正常运行,且均能制取出较高温度的热水,但在夏季工况运行时的性能系数和水流量均最高;从健康角度考虑,当该系统运行于夏季工况,且出水温度达到65℃时,性能系数在3．45以上;若系统冷量同时被利用（即空调热水两用机）,其综合性能系数可达5．9．可见,CO2热泵热水器在制取热水方面具有独特的优势,从能量利用角度分析,CO2空调热水器两用机在夏季运行时有很好的经济性．     

冷热两用型饮用水复合高温热泵系统性能研究

从提高能源效率的角度,提出了一种以R245fa作为工质的冷热两用型饮用水复合高温热泵系统,建立了系统热力学模型,探讨了不同因素对系统性能因数和热力完善度的影响。分析比较冷热两用型饮用水复合高温热泵系统与传统电开水器的能耗和经济性,理论上验证了该系统应用的可行性。研究结果表明:制热模式下,新系统的年均性能因数COP_(h.ave)为1.79,年均热力完善度η_(h,ave)为42.8%;制冷模式下,新系统的年均性能因数COP_(c,ave)为4.92,年均热力完善度η_(c,ave)为37.0%。冷水箱进水温度为50℃时,与传统电开水器相比,新系统的年均节能效率达到66.32%。     

多级海水热泵供热系统的特性与应用分析

海水的温度稳定,蕴含着容量巨大的热能,可利用海水的热能,通过热泵制取中、低温度的热水.对单级海水热泵系统的工作原理进行了研究,重点分析了两级海水热泵系统的特性,导出了两级海水热泵系统总耗电量的计算公式,利用该公式对换热器的面积进行了优化,得出了冷凝器的最佳面积值及其他各关键参数.此外,对海水热泵系统与常规燃煤锅炉制取中低温热能进行了计算比较,得出结果：采用燃煤锅炉制热时,制取1MJ热能的费用为0.031元;利用海水热泵系统制热时,每制取1MJ热能所需的费用为0.023元,表明海水热泵系统在能源效率和经济性上有明显的综合优势.     

带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统的实验研究

设计了一套带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统实验平台,开发了相应的计算机测控系统.进行了改变冷却水体积流量和进口温度对系统性能影响的实验研究,分析了制热系数、制热量、压比、喷射系数、升压比、喷射器效率等参数的变化趋势.实验结果表明:随着冷却水体积流量减小或进口温度增加,喷射系数增加的同时,升压比也增加,而喷射器效率却降低;在测试工况范围内喷射器效率最高达到34%,升压比最高达到1.165;在蒸发温度为-5℃时,制热系数达到3左右.带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器循环的压缩机压比与传统循环相比减少了12%～14%,喷射器的引入有效地提高了跨临界CO_2热泵热水器循环的效率.     

电动汽车空调制热系统设计及研究

针对纯电动汽车空调系统制热功耗高且低温环境工况下制热效果差的问题,提出一种通过回收电机余热为乘客舱制热来减少制热功耗的空调系统.运用AMESim软件建立了电机余热循环系统模型并通过电机余热制热试验验证了该模型的准确性,建立了热泵空调制热系统模型并通过热泵空调制热试验验证了该模型的准确性,结合两个系统建立了带有电机余热回收的热泵空调系统仿真模型,分析了电机余热制热性能和电机余热辅助热泵空调制热性能.试验结果表明,电机余热单独制热在中等车速、环境温度高于10℃的工况下能够满足制热需求;电机余热辅助热泵空调制热能够有效提高制热效率,在电机转速为3000 r/min、压缩机转速为4000 r/min、环境温度为-5℃的工况下,等效制热能效比能够达到3.4,比同工况下热泵空调单独制热模式的能效比提高了约48％.该系统可以有效提高纯电动汽车的能源利用率,改善空调系统的制热性能.     

双级压缩热泵型空调性能分析

阐述了制冷系统在较大压缩比时采用双级压缩的优越性,对单级压缩和采用两级节流中间不完全冷却循环方式的双级压缩热泵空调设备,进行了对比分析和热力计算,结果表明：相比单级压缩系统,双级压缩系统在额定制冷工况下,制冷系数有所提高,但提高幅度不大;在额定制热工况下,热泵制热性能系数有较大幅度的提高;在最小制热工况下,热泵制热性能系数提高幅度更加显著。     

汽机热泵系统热力学分析与运行优化

建立了汽机热泵系统的内可逆数学模型,并基于有限时间热力学对系统性能进行了分析研究.汽机热泵系统由内可逆汽机循环和内可逆压缩式热泵循环组成.在动力部分保持一定的输出功率和热泵部分保持一定的制热率的前提下,以损失最小为优化目标函数进行优化研究,得到了系统运行参数、汽机效率、热泵cop和系统性能系数随无因次输出功率和无因次制热率的变化关系.算例研究显示动力运行参数随输出功率趋于线性变化,热泵cop的变化明显,系统性能系数随输出功率和热泵制热率的增大均增加.优化结果可为汽机热泵系统运行提供指导.     

基于燃气机驱动的太阳能热泵供热仿真性能研究

目的为缓解能源危机,利用可再生能源太阳能和天然气供热,减轻环境污染和电网的压力,提出一种基于燃气机驱动的太阳能热泵的新型的供热系统,并研究其供热性能.方法利用TRNSYS及Simulink模拟仿真,分析不同参数的变化对系统供热性能影响的变化趋势和规律.结果模拟得到系统的制热能效比可达到4.76,一次能源利用率可达到1.96,当燃气压缩机转数取1 600~2 000 r/min时,系统供热性能和舒适性最好.结论基于燃气机驱动的太阳能热泵和已有的传统电驱动的太阳能热泵系统、空气源燃气热泵系统相比,在系统供热稳定性、节能及经济性方面具有明显优势.     

带回热器的高效跨临界CO_2水-水热泵的实验研究

为提高跨临界CO2水-水热泵系统的效率,在原有管壳式换热器的基础上,设计了新型套管式换热器,建立了新的水-水热泵系统.对带有回热器(IHX)和不带回热器的两种循环进行了实验研究.结果表明:在3种气体冷却器进水温度下,当获得中高温热水(45-70℃)时,随着气体冷却器进水温度的升高,制热系数(COPh)降低;带回热器循环的制热系数略高于不带回热器的循环,高5%-10%.     

热电热泵低温热水装置的实验研究

对一台空气源热电热泵低温热水装置在不同工作条件下的性能进行了实验研究.研究结果表明:随着工作电压升高,制热系数减小,但热水加热时间会缩短;在环境温度较低时,随着热水温度的升高,冷端吸热量有可能减少,而在环境温度较高时,冷端吸热量随着热水温度的升高而一直增大;环境温度越高,冷端温度也就越高,冷热端温差就越小,制热系数就越大;在电压为117 V、热水温度为35℃、环境温度为30℃时的制热系数为1.68,而环境温度为5℃时的制热系数仅为1.22.此项研究可为热电热泵热水装置的设计和应用提供参考.     

一种空气源复叠式高温热泵综合实验台的研制

为了适应能源与动力工程专业和建筑环境与能源应用工程专业的学科发展和培养创新型人才的需要,设计开发了一套空气源复叠式高温热泵综合实验平台。该实验平台选用R124和R410A分别作为高温级、低温级热泵制冷剂,实现-20℃的低温环境下稳定制取80℃高温热水。同时,实验台采用先进的热工检测和PLC控制系统,能够实现系统工况参数的自动检测、监控与采集存储。因此,该实验平台达到了开设"综合性、设计性、研究性"为核心内容的"三性"实验的要求,并具有开展一些探索性实验研究的功能。     

高精度热泵热水器制热量测试方法的实验研究

通过对国家标准GB/T23137—2008与GB/T 21362—2008中循环加热式及静态加热式热泵热水器制热量的测试方法的分析,发现制热量的测量存在误差,影响机组性能的判定.现提出另一种测试方法——排水法.待热泵热水器将水箱内的水加热至设定温度55℃后,从排水口将热水排出,同时进水口进入15℃的水,至排水温度与进水温度相差小于等于0.5℃,实验结束.绘制排水曲线图,计算出热泵热水器的制热量.结果表明,排水法较国标法测得的循环加热式的制热量平均增加了10.2%,性能系数COP增加了10.2%;静态加热式的制热量增加了12%,COP增加了12%.研究表明,排水法在热泵热水器性能测试中具有较高的精度.     

水箱进口结构对热泵热水器释能性能的影响

为提高空气源热泵热水器系统性能,针对蓄热水箱进口,设计弧形挡板型水箱进口结构,建立热泵系统与水箱系统耦合模型,并搭建空气源热泵热水器实验台.选取热水输出率、系统性能系数η两项评价指标,对采用弧形挡板型、上冲型和侧进型进口结构的热泵热水器的释能性能进行比较,研究结果表明:模拟与实验出口水温误差在±0.5℃以内,释能20 ...     

单-双级混合复叠空气源热泵机组制热性能实验研究

为改善低温环境下空气源热泵机组适应性差、制热量及制热性能低等问题,设计研制了单-双级混合复叠空气源热泵机组试验样机.利用焓差实验室测试分析了样机在不同运行工况及运行模式下的制热性能及其内部参数的变化规律.结果表明:出水温度45℃、室外温度-20℃时,系统制热性能系数高于2.1、制热量为7.61 kW、压缩比不超过4.5、排气温度低于80℃;以制热性能系数为优化目标,确定室外温度0℃为该系统单双级切换运行的控制条件.     

长沙地区太阳能水源热泵系统冬季工况模拟

为了研究太阳能水源热泵系统供热工况下的运行特性,引入了可再生能源建筑应用工程评价标准中相关方法.通过对长沙地区冬季工况模拟研究和分析,得到太阳能集热系统和水源热泵系统在不同工况下的制热效率.研究结果表明,在引入太阳能后避免了水源热泵机组冬季长时间运行使制热性能下降并频繁进入保护工况,且当蒸发器进口水温为22℃附近时,机组COP较10℃提高了9.13%,达到最优值.     

太阳能增效两级压缩热泵系统的能量利分析

为了提高热泵系统的性能,提出了太阳能增效两级压缩热泵系统(SETHP)．建立了该系统的热力学模型,对不同工况下系统性能进行了分析,并与传统两级压缩热泵系统(TSHP)进行了比较．结果表明：系统制热系数COP_h和?效率随中间温度的升高呈先增大后减小的变化趋势;随着冷凝温度的升高,COP_h减小,?效率升高;随着蒸发温度的升高和太阳辐照度的增加,COP_h和?效率均升高;与TSHP系统相比,SETHP系统性能显著提高．SETHP系统的研究可为太阳能热泵供暖技术在低温环境下的应用提供新思路和新方法．