一种新型商用CO_2跨临界循环压缩机开发与研究

介绍了一种新型商用跨临界CO2循环压缩机,并对此压缩机的关键部件,如壳体和连杆的设计及其应力分布进行分析,同时对压缩机内的油路进行设计,保证压缩机内油压平衡.在自行设计的跨临界CO2压缩机性能测试试验台对跨临界CO2压缩机及其热泵系统进行了系列实验研究,根据实验数据拟合出压缩机的等熵效率和容积效率公式.研究结果表明,在吸气压力为4.0 MPa,气冷器排气温度为25℃工况时,压缩机制热量在58～65 kW之间,制冷量在49～52 kW之间.跨临界CO2热泵系统在按照"一次加热"方式进行实验时,名义工况下出水温度分别为55℃和85℃时,热泵系统制热系数COPh分别为3.46和2.82.系统性能系数随着气体冷却器出水温度的升高而降低,但却随着蒸发器进水温度的升高而升高.冷却水进水温度越高,热泵系统效率越低,因此热泵热水器系统更适于"一次加热"供水系统.     

小型水冷式跨临界CO_2热泵热水器试验分析

介绍了一种自行设计的小型水冷式跨临界CO2热泵热水器试验系统,研究了在蒸发器侧冷冻水流量不变,改变气冷器侧冷却水流量的情况下,相关系统性能的变化规律。试验结果表明:试验条件下,在流量为0.0243kg/s时,平均制热量最大,约为1570W;系统制热COPh值随气冷器冷却水流量的增加而升高,最大COPh值为2.84;跨临界CO2热泵热水器可用于制取较高温度的热水。     

7℃工况下R417a和R22用于空气源热泵热水器的试验研究

在7℃工况下对R417a用于空气源热泵热水器进行了试验,并在不同进水温度下对吸排气压力、吸排气温度、消耗功率、制热功率、热效率等方面与R22进行了对比分析.结果表明,7℃工况下混合工质R417a用于热泵热水器时,它的排力压力,输入功率低于R22,制热功率易受水温影响,制热量低于R22,性能系数下降迅速,但平均性能系数比R22略高.     

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

主要对带节流阀的CO2跨临界水-水热泵系统建立了数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,并与试验数据做了对比。主要分析了高压侧压力、冷却水和冷冻水的进口温度和流量分别对系统制热系数和制热量的影响。结果表明,模拟计算结果与试验测试值的一致性较好,从而验证了模型的可信度。模拟所得对应最大制热系数的最佳高压侧压力与实验结果存在一定的偏差。系统的制热性能系数和制热量随着冷却水进口温度的升高而降低,随冷冻水进口温度的升高而增大;而且都随着冷却水和冷冻水流量的增加呈现出升高趋势。     

排风余热回收型热泵热水器动态性能实验研究

提出了一种新型热泵热水器机组,利用浴室排风余热作为热源,通过热泵循环提高其能源品位后用于加热生活用水,并对其动态性能进行了实验研究.排风余热回收型热泵热水器全套装置全部置于室内,避免了空气源热泵机组在冬季工况下运行时室外换热器的结霜问题及热泵系统一年四季工况变化造成的压缩机压比过大、系统性能系数(COP)降低等问题,可在任何外界气候条件下高效稳定工作,且对浴室环境温度没有影响.实验结果表明,实验热泵热水器样机可在45 min内将85 kg水从18 ℃加热至出水温度50 ℃;当水箱出水温度在33～40 ℃时性能系数达到最大值为3.4,整个加热过程中的平均性能系数为3.15,平均耗功率为800 W.同时,实验发现冷凝盘管制冷剂上进下出布置方式可使水箱中水温产生严重的分层效应,从而产生较大的制冷剂过冷度,对于实验样机最大过冷度可达28 ℃.     

低温强热型空气源热泵热水器试验研究

采用中间喷射的涡旋热泵热水器专用压缩机及带经济器的系统设计,构成低温喷气增焓热泵热水器试验系统。试验结果表明:该系统能在-20~43℃环境下正常运行,制取65℃较高温度的热水。系统在环境温度高于20℃,且最高出水温度达到65℃时,能效比(COP)在3.4以上;在-15℃环境温度下COP依然能够保持在2.0以上;在-7℃~7℃段制热能力比目前常规热泵系统提高21%~28.9%。有效地扩大了(非二氧化碳)热泵系统的气候适应范围。     

小型热泵型蓄能空调水蓄热特性的试验研究

结合蓄能空调系统自身的特点,设计了小型热泵型水蓄能空调装置并进行试验研究。试验结果表明,采用蓄能桶蓄热装置,在热泵机组进行制热性能运行时能有效提高压缩机吸气温度,排气温度也相对较高;在低温制热工况下,系统的最大制热量可以达到额定制热量以上,除霜性能也较优;水蓄热时不同工况下的压缩机吸排气温度以及压缩机功率会有变化,并且在释热状态下运行时,机组的COP有显著提高。由于该系统使用水作为蓄热材料,蓄热量有限。     

即热式空气源变频热泵热水系统性能的试验研究

介绍了一种即热空气源变频热泵热水系统,分析了水路模块与热泵模块的理论耦合,得到冷凝器出水流量和温度与热泵系统制热量的关系,以及承压水箱流量和温度与热泵系统制热量的关系。测试了机组在变工况下给用户提供42℃、6L/min热水的的运行特性,结果表明:运行时压缩机排气比循环加热式热泵热水器的排气温度和压力低并且稳定;运行的环境工况范围大,即在高温43℃和低温-7℃均可运行;制热COP随环境变化呈抛物线状变化,且在43℃、20℃和-7℃时,制热COP分别为12.6、4.5和3.8。     

涡流分离热气体再加热的CO_2热泵系统的分析

对涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统进行热力性能分析,并与相同运行工况下的节流降压CO2热泵系统的性能进行了对比,得出涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统存在最优的高压压力,在最优的高压压力下,系统获得最大的制热性能系数。提高分离热气体质量比、中间压力、蒸发温度、涡流管制热效应,降低气体冷却器出口温度,涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统的制热性能系数提高。随着热气体质量比的增加和气体冷却器出口温度的升高,涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统最优的气体冷却器出口压力也升高。在热气体质量比仅为0.2时,涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统相比节流降压CO2热泵系统,最佳的制热性能系数提高11%。随着热气体质量比的增加,差值会进一步增大。气体冷却器出口温度的升高,对涡流分离热气体再加热的CO2热泵系统制热性能系数的影响要小于对节流降压CO2热泵系统的制热性能系数的影响。     

双并联冷凝器水冷热泵系统模拟与试验研究

运用EES编程建立了水冷热泵系统的数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,主要分析了室内环境温度、冷却水进口温度和流量对系统制热量性能系数和能效比的影响。模拟结果表明:室内环境温度对系统性能系数和能效比影响很大,随着温度的升高制热系数降低;在一定范围内随着进水温度和流量的升高,系统性能系数和能效比急剧增大,但随后趋于平缓,存在最佳流量。通过模拟研究了运行参数对性能的影响,为实际的开发设计和验证提供了依据。根据理论设计,搭建试验样机,利用空调焓差室对该机组进行试验研究,对试验样机在名义工况下的制冷、制热性能进行了测试,水侧和制冷剂侧热平衡偏差在5%以内,进一步验证了测试的准确性。测试结果表明,制冷工况时的性能系数和能效比均低于制热时的,采用双并联冷凝器设计,对于较大制冷量和制热量热泵系统具有明显优势。