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。     

基于力控的空气源热泵热水器系统非稳定性研究

针对空气源热泵热水器运行工况随着加热水温的变化而变化,系统稳定性较难确定,在整个运行过程中存在能效比CCOP变化区间较大的问题。采用力控组态软件为数据采集系统,设计并搭建了一套空气源热泵热水器试验台。通过研究系统在变工况下运行时各个参数的变化趋势,分析影响系统稳定性的因素以期改进优化。试验结果表明：在初始条件不变的情况下,随着加热水温的上升,系统的瞬时能效比CCOPins不断减小,在加热后期过热度接近0 ℃时减小幅度加剧。整个运行过程过热度都在不断减小,0 ℃时压缩机进入吸气带液状态,吸气带液一定程度上改善了压缩机的工作性能,但长时间的吸气带液使蒸发器侧换热一直不充分,反而使系统的运行性能进一步恶化。通过研究系统整个非稳定运行中的变化过程,表明过热度是影响系统效率的主要因素。     

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。     

空气低温氧化体系对稠油组成的影响

通过对辽河稠油进行低温氧化模拟实验, 考察了不同体系氧化反应前后气相组成、 稠油组成及性质的改变情况。结果表明： 稠油与空气发生的低温氧化反应属于吸氧反应, 催化氧化反应使气体中氧气含量下降到 2.71%, 消耗了空气中 87% 的氧, 氧化使稠油酸值及黏度增大; 加水催化氧化使稠油中胶质含量降低13.95%, 沥青质含量上升 4.81%, 胶质、 沥青质总含量降低, 重组分降解了 17.94%; 环烷酸盐催化剂体系对稠油有良好的催化活性, 促进了稠油氧化和裂解; 水在稠油空气低温催化氧化过程中起到了促进重组分裂解的作用。     

空气低温氧化原油产出气的爆炸极限研究

设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置，通过测定其安全性和准确性均符合本实验要求。空气与原油在油藏温度和一定压力下，低温氧化后得到CO、CH4、CO2等气体，根据该产出气的组成配制模拟混合气体，研究其爆炸情况，通过人工配制，对原油低温氧化后产出气中各组分比例进行调节，研究测定了不同压力和温度条件下的被测气体爆炸极限以及最高允许氧含量。结果表明：按照产出气组分比例配制的混合气体，不会在油藏条件下发生爆炸；爆炸极限和最高允许氧含量随温度和压力条件改变而改变，高温低压条件易使混合气体发生爆炸，而低温高压条件混合气体不易发生爆炸；二氧化碳对混合气体的爆炸有一定的抑制作用。     

土壤源热泵系统的应用与经济性分析

介绍了土壤源热泵的工作原理,根据工程周围的环境,地质条件,对抚顺市某垂直埋管式地源热泵系统工程的实例进行了分析。并将垂直埋管式地源热泵空调系统与燃油锅炉+冷水机组空调系统进行了经济分析比较。结果表明,土壤源热泵系统初投资高出燃油锅炉+冷水机组空调系统约4倍,而土壤源热泵系统要比燃油锅炉+冷水机组空调系统节省约63%的全年运行费用,其中夏季节省约21.5%的运行费用,冬季节省运行费用较大约为67.9%。土壤源热泵系统初投资回收期短,经济可行性好。     

低温水热管的特性研究

比较了几种工质在近室温范围的性能并对20～60℃的水热管特性进行了研究,认为在该温度区间水仍为较合理工质,实验测得了20～60℃水热管的换热系数及最大热流密度,并整理出了该研究范围的热管蒸发段和冷凝段换热特性的关联式。     

冷却塔辅助地源热泵系统控制算法仿真

针对目前复合式地源热泵系统控制方法不完善的问题,文中以小型冷却塔辅助地源热泵系统为研究对象,通过响应实验法进行控制器参数整定,利用MATLAB/Simulink软件对其不同运行模式、不同控制算法进行了控制仿真。仿真结果表明：与传统PID控制和模糊PID控制相比,Smith预估PID控制在冷却塔单独运行、地埋管单独运行、二者联合运行3种不同模式下均可以达到较好的控制效果。该控制方法调节精度较高,速度快,超调小,对冷却塔辅助地源热泵系统具有一定的可行性。     

热源为常值的纯辐射换热系统温度场的渐近特性

本文讨论了热源为常值的纯辐射换热系统温度场的渐近特性,对其热平衡方程组结出了稳定性的充分条件,且导出了稳定解。     

具有热源的二维稳态温度起伏模型

对一个具有对流和热源的二维晶体生长的温度场进行了分析,建立了热传导问题的数学模型,给出了模型的精确解析解,证明了解的唯一性和稳定性,并通过实例计算说明当横向对流存在时,温度场的解在与界面垂直的方向上呈指数型震荡衰减.     

中国地源热泵发展中的障碍及政策分析

随着我国能源危机的日益严重,新能源的开发与利用已成为我国发展的重中之重。地源热泵作为一种可再生的新能源在我国有很好的发展前景,是我国节能减排、可持续发展战略的重要手段之一。在系统分析地源热泵系统及其优势基础上,研究分析了地源热泵系统在推广应用中面临的一些问题,最后提出了一些政策建议,以促进地源热泵系统的推广应用。