水流量对热泵热水器性能影响的实验研究

针对空气源热泵热水器运行工况多变,制热效率不稳定的特点,设计了循环加热式热泵热水器实验装置,系统由制冷剂循 环和水循环两部分构成,重点研究了水流量对系统性能的影响。实验结果表明：逐时能效比随水温的升高而下降,加热前期水流量越大能效比越低,加热后期刚 好相反;水流量越小系统越容易吸气带液,吸气带液会使制热量降低,能效比下降速率增大,导致系统性能变差;吸气带液时,制冷剂流量减小,换热系数增大 ,与换热系数相比制冷剂流量对制热量的影响更大。该结果为系统实际运行和进一步研究提供参考。     

空气源热泵热水器系统性能优化研究

空气源热泵热水器在常年高温地区具有广泛的应用市场,为了使系统性能最优化,提高能源利用率,利用空气源 热泵热水器实验台,模拟夏季高温下室内环境,对其系统性能进行了实验研究。通过对比不同环境温度下、不同循环水 流量和不同电子膨胀阀开度下系统参数的变化,得出一系列结果：系统能效比Ccop( coefficient of performance)随周围环境 温度上升先快速增大后缓慢变大;周围环境温度越低,压缩机排气温度越高;在实验温度为23～35℃区间内Ccop均值 在4.0左右,最高可达到5.2。通过控制电子膨胀阀的开度调节制冷剂流量,可准确控制蒸发器出口过热度,解决了系统 变工况下运行不稳定的问题,提高了系统的能效比Ccop。     

制冷剂R32吸气状态对变频转子式压缩机的影响

吸气带液作为一种既不增加系统成本又能降低压缩机排气温度的方法,需要进一步了解其对核心部件压缩机性能的影响,课题组利用变流量水冷冷水机组实验台,R32作为循环系统冷媒,模拟实际运行工况进行实验,研究频率、吸气干度和过热度对滚动转子式压缩机性能的影响。实验研究结果表明：相同工况下,频率越高,系统压比越高;在吸气饱和状态下,同频率下,压比越高,压缩机等熵压缩效率和容积效率越低;相同压比下,频率越高,等熵压缩效率和容积效率越高。吸气带液时,压缩机排气温度急剧下降,综合效率系数达到最大;吸气过热度对压缩机效率几乎无影响,吸气带液时,压缩机效率只有小幅度的下降。得出了R32滚动转子式压缩机适合进行少量吸气带液压缩的结论。     

电动汽车空调系统中的电子膨胀阀性能研究

为了对比研究电子膨胀阀与H型热力膨胀阀对电动汽车空调性能的影响,课题组搭建了电动汽车空调性能试验台。在制冷工况下对采用2种膨胀阀的空调系统进行了变工况、变压缩机转速试验。结果表明：在不同的工况下,采用电子膨胀阀能使空调系统获得更低的出风温度,且在高温工况下,电子膨胀阀有更佳的调节性能;对过热度的控制方面,采用电子膨胀阀过热度稳定更快且波动范围小;系统采用电子膨胀阀时制冷量更大,且环境温度越高对制冷量影响越显著;变压缩机转速下,采用电子膨胀阀的系统制冷量和能效比CCOP均高于采用H型热力膨胀阀的系统,且在低转速时效果更加显著。电子膨胀阀结合变转速压缩机,能够提高系统制冷量和能效比CCOP,使系统更加高效运转。     

基于电子膨胀阀调节的制冷系统湿压缩特性研究

为了对压缩机热力性能进行优化，改善排气温度，提升VRF制冷系统循环稳定性，基于电子膨胀阀的调节特性，通过在变频工况下改 变电子膨胀阀的开度进行了压缩机的不完全湿压缩循环试验研究。实验结果表明：较低频率下的电子膨胀阀可调范围较小，但压缩机少量吸气带液可对调节难度 略有改善；此外，吸气带液阶段的压缩机电效率与容积效率仅下降约0.1%，而排气温度改善效果显著。     

冷却塔辅助地源热泵空调系统夏季运行实验研究

上海地区具有夏热冬冷的气候特点,为了消除地源热泵技术应用存在冷热负荷的不平衡,改善热泵机组长期运行性能,在“地源热泵系统实验平台”基础上,加入冷却塔,建成“冷却塔辅助地源热泵空调系统实验平台”,并进行了一系列夏季制冷实验。实验平台以土壤温变特性为出发点,共设计3种不同的运行模式,利用西门子PLC200作为下位机,组态软件WinCC作为上位机监管软件,完成对现场的控制和数据的采集、归档。对单独地源热泵连续和间歇2种运行模式、以及冷却塔 地源热泵联合运行模式中2种设备不同的耦合方案都进行了研究和比较。实验测试结果表明：间歇模式和联合模式都可减缓土壤温度的上升,联合运行模式减缓的幅度更大。冷却塔的加入,提高了系统制冷能效比和稳定性,减缓了土壤热堆积。     

空气源热泵热水器中R22替代工质的研究

为了研究不同工作条件下R22替代工质在空气源热泵热水器中所展现的不同系统性能,课题组利用单级压缩制热循环系统对其替代工质做了理论分析,经计算得出R134a和R407C的性能较为优异,但是考虑到2者具有较高的全球变暖潜能值,并不适合作为长期使用的工质,而R32与其他制冷剂相比,除却排气温度稍高的问题以外,其综合性能最佳。随着市场上有效降低压缩机排气温度的技术逐渐成熟,在空气源热泵热水器中,R32作为R22的替代制冷剂将具有很好的应用前景。     

带经济器的空气源热泵系统研究综述

为了解决热泵系统无法在低温工况下工作的问题，国内外学者提出了在空气源热泵系统中增加一个经济器，引入强化补气(EVI)技术。采用闪发 器前节流的热泵系统可以实现更佳的制热效果与可靠运行；涡旋压缩机结构简单且容积较小，广泛应用于小型户式空气源热泵机组的研究；采用改变环境温度的 实验方法研究系统的中间补气量，发现不同环境温度下，均存在一个最优补气量且数值均不同；采取控制参数法、划分系统切换区域研究经济器的控制策略；采 用微元控制体分析法等建立数学模型进行系统仿真，研究仿真误差因素；将经济器应用到中高温工况下的热泵系统与单级吸收式系统，其应用效果都比较良好。 对经济器的控制策略将是研究重点，除湿工况下经济器的应用将作为今后研究工作方向之一。     

降低制冷系统压缩机排气温度的方法研究

针对R32制冷系统排气温度高的问题，课题组从系统性能、可行性等方面分析讨论了目前主流的4种方法(中间补气法、两级 压缩法、喷液法以及湿压缩法)的优劣，建立了小型变流量冷水机组，采用湿压缩的方法来优化R32制冷系统压缩机排气温度过高的问题。研究结果表明：对于 R32制冷系统，采用湿压缩的方法来降低排气温度为较好选择；滚动转子式压缩机的结构特性使得针对R32制冷系统的排气温度降低的问题有了很好的解决方案； 标准空调工况下，湿压缩的方法可显著改善R32排气温度。实际工程中可通过控制压缩机吸气口干度值来降低R32的排气温度，获得最优系统性能系数。     

双级压缩制冷系统替代制冷剂性能对比研究

为研究可替代制冷剂，提高循环性能参数，利用MATLAB结合NIST对承载R410A，R32，R404A和R507A共4种制冷剂的一次节流中间不完全冷却的两级压缩制冷循环系统进行模拟，课题组对比分析高压级压缩机排气温度、系统能效比（coefficient of performance, COP）、单位制冷量和制冷剂流量对蒸发温度从-44 ℃上升到-30 ℃时的动态响应，研究4种制冷剂在两级压缩中的具体性能差异，以期对制冷剂的选择做出相应的指导。结果表明：4种制冷剂中R32的高压级压缩机排气温度偏高，但其单位制冷能力最大，制冷剂流量最小；R507A对蒸发温度的动态响应最为强烈；制冷剂R507A和R404A各项性能指标接近；R32的CCOP最高，比R410A高约3.9%，比R404A和R507A分别高约14.03%和12.40%。通过对数据研究对比发现，4种制冷剂中R32的各项性能更为出色，作为一种新型的环保制冷剂，有很大的发展潜力。