空气源热泵蓄能除霜动态实验台的搭建及研究

为解决现有空气源热泵除霜时由于能量来源不足而存在的各种问题,提出空气源热泵蓄能热气除霜的新方法,并对其实验流程进行设计.完成实验台的搭建以及常规热气除霜与蓄能热气除霜的对比实验.结果表明:蓄能热气除霜的实验流程是可行的,可以有效缩短除霜时间150s左右;提高吸气压力180kPa左右;恢复供热的时间也明显缩短;其除霜效果明显优于常规除霜.     

空气源热泵相变蓄能除霜系统动态特性实验研究

为研究空气源热泵相变蓄能除霜系统的除霜过程动态特性及性能,开展了空气源热泵相变蓄能除霜系统的实验研究,并与传统逆循环热气除霜进行了比较.实验结果表明,与传统空气源热泵逆循环除霜相比,相变蓄能除霜可使系统的除霜时间减少至少4 min,压缩机的排气压力、吸排气温度、功率及室外机平均壁温回升速度均明显加快;相变蓄能除霜可使除...     

温湿度对空气源热泵相变蓄能除霜系统特性影响

为明确空气温湿度对空气源热泵相变蓄能除霜系统除霜过程系统动态特性的影响,进行了室外环境温湿度对系统除霜特性影响的实验研究．结果表明,相变蓄能除霜可以有效保证除霜过程压缩机吸气压力035 MPa以上,高于系统低压保护设定值;温度一定时,随着室外空气湿度的增大除霜所需时间和除霜能耗逐渐增加;空气相对湿度一定时,除霜时间和除霜能耗随着空气温度的降低先增加后减少,其中-3 ℃工况下除霜时间最长和能耗最大．温湿度对除霜系统动态特性具有重要影响,相变蓄热器可有效提高空气源热泵除霜过程系统运行的可靠性,-3 ℃工况可选为设计除霜用相变蓄热器最不利工况．     

空气源热泵逆循环除霜优化研究现状与发展趋势

空气源热泵在低温高湿环境下运行制热工况时,存在其室外空气侧翅片管换热器表面结霜这一难题,无数国内外学者投身于热泵除霜研究,尤其针对具有改造简单、除霜效率高、不需外加辅助热源等诸多优点的逆循环除霜.文中围绕性能优化对比实验研究、性能优化数值模拟研究、控制策略优化研究等三方面,对既有空气源热泵逆循环除霜的前沿研究成果进行了综述.结果表明,相变蓄能逆循环除霜方法因解决了除霜时能量不足的根本性问题,成为性能优化对比实验研究部分的重点;针对竖置式多环路换热器除霜过程的阶段划分、化霜水流动对除霜过程的负面影响、逆循环初始阶段换热器间金属蓄热量的迁移、除霜过程数理建模的验证与外推等,成为性能优化数值模拟研究方面的重点;为优化逆循环除霜起始与结束阶段的控制策略而对霜层厚度与结霜总量的精密测量,以及对四种典型误除霜现象的消除等成为控制策略优化方面的研究重点.最后,对空气源热泵逆循环除霜的未来研究进行了展望,尤其指出需加强对热泵结霜前期竖置翅片表面微小冷凝水滴的粒径与分布等生长状态,水滴形变、滑移、破裂、凝并、撞击等动力学行为变化规律,及水滴成核与相变时内部温度场分布等热力学行为变化规律的综合研究.本综述旨在为空气源热泵逆循环除霜领域的系统设计优化与结霜除霜机理研究提供借鉴与参考.     

双级耦合热泵供暖化霜

在江浙等湿热地区应用双级耦合热泵即空气源热泵代替水环热泵系统中的锅炉，空气源热泵制取低温热水作为水环热泵的热源，空气源热泵制冷循环除霜会使其供热量减少.在水环热泵空调系统中有串联在水环路上的蓄热水箱来改善系统的运行特性.通过计算，选择了合适的空气源热泵、水环热泵和蓄热水箱，通过实验研究了蓄热水箱对化霜的影响.由于蓄热水箱的存在，中间环路的热惯性较大，空气源热泵机组结、化霜对系统的影响与室温的稳定性几乎无关.空气源热泵机组可以应用于该系统，本实验系统的各项技术指标均能满足实际工程要求，为推广应用提供了必要的数据.     

空气源热泵除霜动态特性实验台研制

针对空气源热泵冬季运行时室外侧蒸发器结霜问题,为了研究空气源热泵的除霜机理、规律和除霜能耗,研制了空气源热泵除霜动态特性实验台.介绍了该实验台的设计方案、主要构成和数据采集系统,并对数据采集系统实时采集出的热泵四个主要部件的压力和温度等热工数据进行分析,综合得出:该实验台操作简单、数据采集自动化程度高且可靠,完全可以模拟实际工况,可为空气源热泵除霜动态特性研究提供十分便捷的平台.     

太阳能空气源热泵复合系统实验研究

本文基于太阳能集热器的运行不稳定性和空气源热泵冬夏季极限天气性能衰减,建立了一种太阳能一空气源复合热泵系统,并对其运行模式和技术特点进行了分析.实验测试了夏季名义工况和最大负荷工况下复合系统制冷兼制热水性能系数;冬季室外换热器需要和不需要周期除霜工况下复合系统的制热性能系数;冬季周期除霜工况下热泵的除霜时间和除霜效果.结果表明:该复合系统在夏季(名义和最大负荷工况)和冬季(除霜、不除霜工况)的COP比常规空气源热泵系统高;冬季除霜条件下利用蓄热热水热量反向除霜时间明显小于常规除霜模式的除霜时间且效果良好.     

空气源热泵频繁除霜下供热采暖运行特性研究

以天津地区为例,通过模拟用户24 h供热水和供暖情况,研究空气源热泵在冬季频繁除霜工况下供热水和采暖的运行特性,分析供热水和采暖性能间的相互影响。非除霜时段,热泵制热量受供热水影响缓慢下降;供暖的同时大容量供热水,热泵制热量剧烈上下波动;供暖、供热水与除霜运行相重合时,除霜对热泵制热量影响占主导;系统实际供暖负荷受对外供热水情况影响显著。     

混合式热泵系统中空气源热泵的实验研究

为研究单、双级混合式热泵系统中空气源热泵冷热水机组分别在单、双级模式下的运行参数和性能,设计并组装了空气源热泵冷热水机组的实验样机,并通过对实验结果的分析和比较,得出了空气源热泵冷热水机组在不同运行模式下的运行特性和规律,并给出了机组能量的调节方法．     

地埋管风道与污水源热泵耦合系统经济性分析

现有的技术中,空气源热泵、水源热泵受到地理环境的影响,效率比较低。单独的空气源热泵冬季供暖在除霜方面比较困难,水源热泵和空气源热泵耦合系统、水源热泵和太阳能耦合系统等,造价方面又较昂贵。故提出地埋管风道与污水源热泵耦合系统,即地埋通风管利用浅层地热能加热(冷却)空气。对设计的系统进行数值模拟,计算得出该系统对冷热空气的预加热温差,通过计算得出总长32m,直径0.25m的模型,在空气入口流速为2m/s时,-8.3℃的冷空气被加热到8.83℃;27.8℃的热空气被冷却到14.78℃;一个供暖期可节省1.84×10³元;供暖系统的节能率可达到41.99%;一个制冷期可节省7.11×10²元,制冷系统的节能率可达到9.67%,每年节约费用为2.55×10³元。结果表明,地埋通风管的使用,能够有效提高空气温度,对于热泵设备节约能源、减少碳排放有广阔的发展前景。     

Simulation of embedded heat exchangers of solar aided ground source heat pump system

Aimed at unbalance of soil temperature field of ground source heat pump system, solar aided energy storage system was established. In solar assisted ground-source heat pump (SAGSHP) system with soil storage, solar energy collected in three seasons was stored in the soil by vertical U type soil exchangers. The heat abstracted by the ground-source heat pump and collected by the solar collector was employed to heating. Some of the soil heat exchangers were used to store solar energy in the soil so as to be used in next winter after this heating period; and the others were used to extract cooling energy directly in the soil by circulation pump for air conditioning in summer. After that solar energy began to be stored in the soil and ended before heating period. Three dimensional dynamic numerical simulations were built for soil and soil heat exchanger through finite element method. Simulation was done in different strata month by month. Variation and restoration of soil temperature were studied. Economy and reliability of long term SAGSHP system were revealed. It can be seen that soil temperature is about 3 ℃ higher than the original one after one year’s running. It is beneficial for the system to operate for long period.     

Operating performance of novel reverse-cycle defrosting method based on thermal energy storage for air source heat pump

To solve the fundamental problem of insufficient heat available during defrosting while ensuring the efficient and safe system operation for air-source heat pumps (ASHPs). A novel reverse-cycle defrosting (NRCD) method based on thermal energy storage to eliminate frost off the outdoor coil surface was developed. Comparative experiments using both the stand reverse cycle defrosting (SRCD) method and the NRCD method were carried out on an experimental ASHP unit with a nominal 2.5 kW heating capacity. The results indicate that during defrosting operation, using the NRCD method improves discharge and suction pressures by 0.24 MPa and 0.19 MPa, respectively, shortens defrosting duration by 60%, and reduces the defrosting energy consumption by 48.1% in the experimental environment, compared with those by the use of SRCD method. Therefore, using the NRCD method can shorten the defrosting duration, improve the indoor thermal comfort, and reduce the defrosting energy consumption in defrosting.     

空气源热泵冷热水机组空气侧换热器结霜规律

空气源热泵冷热水机组冬季运行时，空气侧换热器表现结霜是影响其应用和发展的主要问题，通过对霜形成机理的分析，建立了空气源热泵热水机空气侧换热器的结霜模型，分析了空气的温度，相对温度，迎面风速等对结霜的影响，得到了结霜量的变化规律，为进一步分析机结霜工况的性能及采取有效的除霜控制方法提供了依据。     

超疏水换热器抑霜/化霜性能的实验研究

超疏水表面可有效抑制结霜,但其在换热器尺度的制备及抑霜/化霜研究较为缺乏,限制了超疏水改性技术在解决空气源热泵结霜问题上的应用。为获取超疏水换热器的抑霜/化霜性能,通过对常规翅片管换热器进行溶液刻蚀和表面氟化,整体化制备了超疏水换热器。搭建了换热器结霜/化霜实验系统,对比研究了亲水、常规和超疏水换热器的结霜与化霜特性。结果表明：在相同实验工况下结霜60 min,超疏水换热器的结霜量比亲水和常规型分别减少了18.0%和38.6%;化霜时,得益于霜层从翅片表面直接剥落,超疏水换热器的化霜时间短、能耗低。     

空气源热泵冷热水机组供热最佳能量平衡点的研究

在总结前人研究空气源热泵能量平衡点的基础上,提出了最佳能量平衡点的概念,建立了空气源热泵最佳能量平衡点的数学模型并对其进行了敏感性分析,统计分析了我国适用空气源热泵各地区的气候特点和我国现行空气源热泵冷热水机组的整机特性,求解出了我国适用空气源热泵各地区最佳能量平衡点温度。     

湖库塘开式水源热泵系统年能耗分析方法研究

提出一种简单可行的湖库塘开式水源热泵系统全年能耗分析方法,然后以小型办公建筑为实例,进行具体的全年能耗分析,最后与空气源热泵的能耗相对比。分析结果表明：湖库塘水源热泵系统的季节性能比均高于空气源热泵机组;室外循环水泵能耗对湖库塘开式水源热泵系统有较大的影响,应该在实际工程应用中采取措施降低循环水泵能耗。