基于余热回收的燃气热泵系统高温制热特性

燃气热泵（GHP）是一种先进的低碳节能清洁供暖技术。针对当前GHP技术研究中普遍使用的R134a冷媒制热环境温度下限偏高及活塞式压缩机能效偏低等局限,本文创新性地搭建了基于使用R410A冷媒涡旋式压缩机的高能效GHP实验平台,在实验台上进行了不同出水温度（t_w,out）、发动机转速（N_eng）、进水流量（G_w）及是否余热回收下的高温制热特性研究,得到了制热量（Q_h）、耗气功率（P_gas）、压机功率（P_comp）、一次能源利用率（PER）及性能系数（COP）的变化规律,并对关键性能参数进行了误差分析。结果表明,t_w,out由41℃增至50℃时,Q_h、PER和COP分别减小了3.12%、13.17%和18.92%,PER下降的幅度明显小于COP;N_eng从1200r/min增至1800r/min时,在50℃出水下Q_h、P_gas与P_comp分别增加了51.03%、43.98%和55.37%,PER因受到发动机有效热效率升高的影响而增加了4.90%;G_w从5.8m³/h增至11.5m³/h时,系统各性能参数随G_w变化不敏感;系统考虑余热回收后,Q_h、PER与COP均显著增加,在N_eng为1200r/min且41℃出水下分别增加了31.18%、36.06%与31.54%,系统余热回收量占总制热量和发动机总余热量的比例分别为17.48%~24.54%和44.16%~63.39%。由误差分析可得Q_h、P_gas和PER的误差分别为3.29%、1.00%和3.44%,表明了系统测试结果具有较高的准确度。     

矿井救生舱空调CO2在毛细管内的节流仿真

节流降温装置是矿井救生舱CO2开式空调中关键的部件之一.采用毛细管进行节流降温,首先针对CO2节流过程进行热力学分析,然后建立两相区及气相区的节流数学模型并进行仿真计算.计算结果表明:制冷量越大,所需毛细管长度越长;在相同制冷量条件下,毛细管内径越大,所需毛细管长度越长;初始温度越高,可利用的焓差越小,且节流所需毛细管长度越长.最后针对制冷量分别为2 kW和3 kW的系统进行毛细管节流降温设计.     

矩形纵向涡发生器平板强化换热的实验研究

利用热质比拟萘升华技术,在吸入式风洞中对矩形纵向涡发生器平板强化换热进行了实验研究。在雷诺数范围2.3×105~5.4×105内,通过改变涡发生器迎流冲击角β,得到强化换热的效果,并对参数进行优化。     

燃气热泵系统在过渡季节制备生活热水的性能研究

研究了燃气热泵（GHP）系统在过渡季节制备生活热水的性能特性,分析了发动机余热回收对GHP系统性能的影响。在不同环境温度（15 ~ 24℃）和进水温度（37.7 ~ 47.8℃）下,考察回收与不回收发动机余热模式对生活热水制热量（${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$）、耗气功率（P_gas）及一次能源利用率（${{r}_{\text{PER}}}$）的影响规律。结果表明,随着环境温度的升高,P_gas减小,而${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$和${{r}_{\text{PER}}}$呈现递增的趋势;随着进水温度的升高,P_gas增大,而${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$和${{r}_{\text{PER}}}$呈现递减的趋势。其中环境温度20 ~ 24℃与进水温度37.7 ~ 47.8℃为${{\dot{Q}}_{\text{h}}}$的不敏感区间,在环境温度为24℃和进水温度为37.7℃条件下,${{r}_{\text{PER}}}$高达2.004。GHP系统的余热回收量分别占总制热量和发动机总余热的25.00% ~ 30.16%和62.17% ~ 71.56%,系统的余热利用率高。     

热交换器防垢涂层材料的研究进展

热交换器是工业中传热传质的重要设备,广泛应用于各个领域,但热交换器表面易结垢的问题严重影响了其运行效率。表面防垢涂层技术是解决热交换器表面结垢的一个重要研究方向。本文简要介绍表面涂层材料表面特性（表面能、接触角、粗糙度、耐腐蚀性）对基体表面结垢行为的影响,为揭示不同材料表面结垢行为差异提供依据;同时,对防垢涂层材料的类型及研究现状进行总结分析,为热交换器表面防垢涂层材料研究提供理论支持。     

基于流态冰的冰源热泵能效及经济性研究

基于流态冰的冰源热泵可以利用近冰点淡水或海水相变潜热作为热源,具有采暖能效高、适用性广的特点。为研究新型冰源热泵在采暖期的能效及经济性,选取我国典型供暖区域的5个城市作为研究对象,结合近5年采暖期各城市的气象参数,分别模拟计算空气源热泵、冰源热泵、地源热泵的系统能效。通过计算各热泵机组的初投资及采暖期运行费用,确定了不同类型热泵系统的静态投资回收期。结果表明,本文提出的新型冰源热泵在采暖期的系统能效较高,为2.8 ~ 3.2。相较于空气源热泵和地源热泵,哈尔滨地区冰源热泵系统的初投资及运行费用最低,不存在静态投资回收期。在北京、郑州、武汉、南京地区的静态投资回收期分别为3.0年、5.1年、2.3年、2.6年。基于流态冰的冰源热泵在冬季供暖方面有很好的应用前景。     

纯电动汽车CO_(2)热泵空调及整车热管理概述北大核心CSCD

随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出,交通运输业电气化的目标进一步加快。其中电动汽车现在面临着由于低温采暖而造成的续航里程衰减严重和制冷剂选择等难题。本文通过总结相关文献,综述了提高电动汽车续航里程的CO_(2)热泵空调技术和电动汽车整车热管理系统。在制冷剂选择上,分析了R134a、R1234yf、R290、CO_(2)4种新型制冷剂的优缺点;在CO_(2)循环系统中,介绍了基本跨临界CO_(2)循环系统的特点,重点阐述了对基本跨临界CO_(2)循环系统的优化,其中包含带回热器的跨临界CO_(2)循环系统及使用补气增焓技术的跨临界CO_(2)循环系统;对于热泵空调在电动汽车上的应用,分析了直接热泵的三换热器系统和二次回路系统的工作模式和各自的特点;对于CO_(2)热泵空调在整车热管理上,介绍了电动汽车乘员舱、动力电池和驱动电机热管理的需求,展示了直冷直热系统和二次回路系统的优缺点;最后总结指出CO_(2)热泵空调系统将有效解决电动汽车冬季续航里程衰减严重的问题且能在整车热管理上发挥巨大作用,同时仍亟需在高温工况制冷、耐压、密封、控制和集成等问题上进一步探索。     

基于ARM的串联电池组均衡系统设计

为解决串联电池组在循环充放电过程中不一致性逐渐加剧造成的整个电池组的性能下降和寿命缩短的问题,提出了以STM32系列ARM为核心的串联电池组全程动态均衡系统。该系统具有独立的补电均衡和耗散均衡控制模块,实现了电池在充放电全过程中的动态均衡,提高了均衡效率,缩短了均衡时间,同时解决了目前常用均衡方案发热量大,能量消耗大的问题。     

冰浆技术及其应用进展

冰浆是一种良好的载冷和储冷介质,也是安全廉价的高效换热介质,因其独特性而在众多领域有很好的应用前景。本文综述了冰浆技术的发展简史,并对各冰浆制取技术的研发和应用现状进行了介绍,对工程化应用过程的技术难点和关键技术进行了阐述。     

锂离子电池成组及一致性管理研究现状与展望

归纳和总结锂离子电池和电池组模型、电池成组和电池一致性优化控制的研究方法和存在的问题。同时,对电池一致性管理研究趋势进行展望。提出应根据储能系统实际运行工况和电池成组方式,充分考虑电池连接方式、极柱引出位置、连接件阻抗等,优化电池组模型,提高模型精度。并根据模拟和实验结果,优化电池成组方式和控制策略,解决制约储能产业发展的电池组技术瓶颈。