空气源热泵系统压缩机吸气带液问题的研究

以空气源热泵热水机组为实验研究对象,通过改变电子膨胀阀开度,研究压缩机吸气状态对系统性能的影响,研究结果表明:(1)在加热前期(水箱平均温度20~30℃),膨胀阀开度越大,系统COP(能效比)越大;在加热后期(水箱平均温度40~55℃),膨胀阀开度越大,系统COP越小;(2)压缩机吸气带液可以有效改善冷凝器的换热性能,提高总换热系数,但在加热后期,压缩机大量吸气带液时,制冷剂质量流量降低造成的影响更大,因此系统制热量先上升后下降;(3)以压缩机吸气过热度为控制对象调节电子膨胀阀,使压缩机处于少量吸气带液状态,可以有效提高系统COP。     

使用电子膨胀阀的空气源热泵热水器的实验研究与优化

为充分利用电子膨胀阀调节灵活的特性,对空气源热泵热水器在定阀开度和定过热度下的系统性能进行对比实验,并提出了电子膨胀阀的排气温度控制法。实验结果表明:定阀开度下运行易发生吸气带液现象,吸气带液量的大小对系统性能的影响较大,但可由排气温度加以判断,适当增大阀开度可提升平均制热效率(COPa)并降低排气温度;与定阀开度相比,定过热度下运行时COPa普遍较高,排气温度高,但改变定过热度对COPa的影响较小,这为过热度的简单控制提供了依据;提出的排气温度控制法以排气温度判断吸气带液量大小,对过热度进行简单控制,满足了大制冷剂流量和小过热度的制热要求,试验测试中COPa提升8.24%,排气温度降低7.16%,系统性能达到了预期的优化效果。     

低频率下电子膨胀阀调节对水源热泵系统参数的影响

压缩机低频运行可以减少电能消耗,但对系统性能也会产生一定的影响。以滚动转子式压缩机水源热泵系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度,研究压缩机在低频运行时系统性能参数的变化特性。实验结果表明:压缩机在低频(25～35 Hz)运行时,电子膨胀阀对过热度或干度的调节区间为1%～9%,提高冷冻水进水温度,低频调控区间变为2%～18%,控制精度提高;制热量与COP在过热度1 K左右达到最大值,较于常规控制过热段(5～10 K)制热量提升10.3%～34.2%;COP提升11%～34.5%;在低频范围内,电子膨胀阀对质量流量的调节区间小于16%,对排气温度的调控区间小于18%;压缩机低频运行时,应避免其吸气口少量带液,此时系统性能骤降,恶化压缩机。     

电子膨胀阀对纯电动冷藏车制冷性能的影响

电子膨胀阀的阀门开度会影响冷藏系统制冷剂的流量,从而影响冷藏系统的制冷性能。在标准焓差实验室中,搭建中压补气型冷藏系统试验台,研究主阀过热度设定值与补阀开度对系统制冷性能的影响。结果表明：系统不补气、补阀开度为0的情况下,主阀过热度设定值为6 K时,冷藏系统的制冷性能最好。系统中压补气、主阀过热度值设定值为6 K的情况下,补阀开度从5%增加到20%时,压缩机排气温度下降了2.52%～6.16%,压缩机功率升高了0.81%～1.57%;补阀开度为10%时,制冷量最大,为4.12 kW,COP最大,为1.66。研究表明,主阀过热度设定值为6 K、补阀开度为10%时,冷藏系统的制冷性能最佳。     

变频滚动转子式压缩机变工况性能的实验研究

以R32变频滚动转子式制冷系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度、压缩机运转频率、蒸发温度和吸排气压比,研究压缩机在不同工况尤其是不同吸气状态下的运行性能,结果表明:在过热段,压缩机容积效率基本不随过热度的变化而变化;在两相段,容积效率随吸气干度的减小呈线性下降趋势,且各工况斜率基本相同。蒸发温度基本不影响压缩机容积效率,而压比越高,容积效率越低;压缩机电效率在过热段和两相段分别随过热度和吸气干度的减小而线性减小,且两相段斜率大于过热段斜率。在相同蒸发温度下,压比越高,电效率越小;在相同压比下,蒸发温度越高,电效率越小;在各工况下,系统COP在过热段基本不变,在两相段随干度减小而减小。吸气干度0.90处的COP比吸气饱和点的COP平均降低了5.5%;容积效率随压缩机频率的提高而增大,电效率和系统COP随压缩机频率的提高而减小。     

R32吸气状态对变频压缩机效率的影响

制冷剂R32作为R22热门过渡替代制冷剂,运行排气温度高严重影响压缩机长时间运行的可靠性,湿压缩方法可以降低压缩机的排气温度,但也降低了压缩机的效率。通过实验对比研究在定压比变频和定频变压比工况下,不同吸气状态对滚动转子式压缩机效率的影响,得出等熵压缩效率和容积效率与吸气状态的变化关系。实验结果表明:吸气过热时,均能保持较高的等熵压缩效率和容积效率,过热度对其影响不大,吸气带液时压缩机效率的变化趋势与吸气过热时不同,应区分开;相对x=1,x=0.9时等熵压缩效率和容积效率分别降低约7%和5%,总体降幅较小。定频下,压比越大,压缩机效率降低幅度越大,定压下,频率越高,降低幅度越小;等熵压缩效率和综合效率系数的变化趋势相同。     

VRF制冷系统变吸气状态下频率与阀开度的同步调节

针对变流量制冷(Variable Refrigerant Flow,VRF)系统变吸气状态下带液量的精确控制以及控制元件所引起的滞后或超调现象,以变频滚动转子式制冷系统为研究对象,分别通过恒定频率不同阀开度与恒定阀开度不同频率两个实验,建立其单独控制下的拟合模型,得到其在不同工况下的同步控制方法。结果表明:过热度随阀开度的增大而减小,在过热度为6 K以下,即阀开度为27.8%～30%时,过热度控制难度上升,提高冷冻水温度可改善这一状况;过热度随频率的降低而减小,在过热度为5 K以下,即频率为44.5～46.5 Hz时,控制难度上升;吸气干度随阀开度增大而下降,随频率降低而减小;在某一工况下,以系统质量流量为控制目标,可以拟合得到频率与阀开度的关系式,实现同步控制,在变吸气状态可以精确控制吸气干度,不损坏压缩机,并使系统迅速达到稳定状态。     

不同调节方式下跨临界CO2空气源热泵性能实验研究

为提高跨临界CO2空气源热泵热水系统运行性能,对不同压缩机频率、电子膨胀阀开度和水流量下的系统及部件运行特性进行了实验研究,并对循环加热模式下的调节方式进行了优化.结果 表明:当阀开度减小时,系统性能系数COP和制热量随过热度的增大而减小;压缩机存在最大电效率点,并且电效率极值点会随着运行频率的增大而向低过热度段发生移...     

热泵热水器中电子膨胀阀节流特性的试验研究

节流元件中电子膨胀阀控制制冷剂流量最为精准。对热泵热水器中电子膨胀阀的节流特性进行试验研究,结果表明:系统制热性能随阀开度的增大而先增大后减小,电子膨胀阀有最佳调节区间;制冷剂充注量和水流量均影响电子膨胀阀节流特性,使最佳调节区间发生偏离,充注量增大将降低电子膨胀阀调节精度,水流量增大需增大制冷剂流量与之匹配;当充注量在最佳值附近发生偏离时,可调节阀开度和水流量等条件进行修正,以使充注量返回最佳值。     

多联机系统中电子膨胀阀作用性能分析

变频多联机系统是以"变频、一拖多或多拖多"为指导思想的节能优化空调系统,它要比普通的定速空调系统节能,并且能够同时满足对不同房间舒适性的要求。在多联机控制系统中通过变频压缩机实现对系统总制冷剂循环量控制的同时,也要实现对进入室内换热器的制冷剂流量的控制,而该控制就在于电子膨胀阀的控制,每个室内换热器对应一个电子膨胀阀,通过控制电子膨胀阀的开度,控制进入每个室内换热器的制冷剂流量。而在多联机系统中,变频压缩机与电子膨胀阀的协调控制也是变频多联机系统的重要研究内容。     

滚动转子式压缩制冷系统润滑油的流动

润滑油的流动对制冷系统的性能和可靠性有重要影响.建立滚动转子式压缩系统实验台,观测和研究膨胀阀出口和蒸发器出口制冷剂/油混合物的两相流流型.结果发现:在蒸发器出口处混合物的流动表现为"油渍"蠕动、"油膜"线状流、"油膜"环状流和雾状湿蒸汽流等流型;在膨胀阀出口有液气分相流和泡气分相流等流型.在一定的运行工况下,压缩机正过热度越小,"油膜"流动速度越快,越利于压缩机回油;当压缩机排气温度等于冷凝温度时,高含油量的液体节流后形成泡状流,使得系统性能恶化甚至造成压缩机损坏.     

电子膨胀阀开度对PV/T-SAHP系统性能的影响

压缩机频率固定,不同的电子膨胀阀开度下,对PV/T-sAHP系统的动态性能进行了实验和分析,根据实验结果发现,系统的COP值随冷凝水温的升高而降低,光电效率的峰值发生在工质蒸发对光伏模块的冷却作用与太阳辐照度和空气对集热,蒸发器表面的加热作用的平衡点,而并非太阳辐照度最高点.在电子膨胀阀开度一定时,随着太阳辐照度的升高,压缩机功率出现振动,当电子膨胀阀开度最大时,系统振动更加明显.由此提出了光伏.太阳能热泵(PV/T-SAHP)的系统稳定性原理.同时指出优化PV/T-SAHP系统的关键问题是找到系统集热,蒸发器的MSS线(Q-Tsh关系曲线).     

转子式压缩机吸气带液时排气状态的变化

滚动转子式压缩机具有较好的抗湿压缩性能,利用少量吸气带液可有效降低压缩机排气温度,且不造成额外的系统成本.对滚动转子式压缩机少量吸气带液时,排气温度、排气比焓的变化趋势进行了实验研究,并对压缩机功耗、吸气比焓和机壳散热量等三个排气比焓的影响因子进行了分析.结果表明:少量吸气带液能有效降低排气温度,且压缩机运行性能良好;当吸气干度x为0.9x1.0时,三个影响因子均趋向定值,且机壳散热所占比例很小(低于1%).     

带空气回热器的热泵干衣机试验研究

介绍带空气回热器的闭式热泵干衣机的工作原理,并对系统的干燥速率和节能效果进行测定。在35 Hz、40 Hz、45 Hz和50 Hz共4种不同风机频率下,对应4种不同风量,通过改变电子膨胀阀的开度为15%、20%、23%和25%,对系统性能变化进行试验分析。结果显示:干燥系统的单位时间除水量(MER)随风量的增大而增大,随电子膨胀阀开度的增大而增大,干燥系统的单位能耗除湿量(SMER)随风量的增大而增大,随电子膨胀阀开度增大存在峰值变化;热泵系统的制热量随风量的增大明显增大,随电子膨胀阀开度的影响不明显,制热效率(COP)随风量和电子膨胀阀开度增大而增大。综合考虑选取风机频率调节为50 Hz、风量为2 868 m³/h、电子膨胀阀调节开度为25%,SMER为0.95 kg/kWh,COP为5.23,整个系统干燥时间短,节能效果好,适合应用于干衣领域。     

不同调节方式对循环加热式CO2热泵性能影响的实验研究

为研究膨胀阀开度和压缩机频率对循环加热式CO₂热泵制热性能的影响,采用实验的方法研究了阀开度35%,37%,40%和频率75,80,85 Hz工况下制热量和制热系数COP瞬时值和平均值以及加热时间的变化。结果表明：随着压缩机频率增加,平均制热量和最大瞬时制热量增加,平均COP和最大瞬时COP减小,加热时间缩短;随着阀开度增大,平均制热量和平均COP减小,最大瞬时制热量和COP增大,加热时间延长;当压缩机频率一定时,在不同的水箱温度范围采用合适的膨胀阀开度可以有效提高热泵的平均COP;以本文75 Hz工况为例,当水温小于25.9℃时采用40%开度,当水温在25.9～35.4℃之间时采用37%开度,当水温大于35.4℃时采用35%开度;合理匹配开度和频率可以最大程度提高平均制热量,同时抑制平均COP的减小。     

直膨式太阳能热泵热水器微型控制系统的单片机设计

阐述了一种基于Renesas单片机的直膨式太阳能热泵热水器中央控制器的硬件设计和软件算法设计.硬件设计着重于系统的功能性和可靠性;控制算法以太阳辐射强度变化和过热度偏差变化为输入量,以电子膨胀阀开度变化以及变频器运行频率为输出量,在安全运行的前提下保持较低的过热度,最大限度地利用蒸发器的面积,有效地管理压缩机运行,实现压缩机容量调节,使系统得到合理匹配及稳定运行.     

空气源热泵热水器的优化策略及性能分析

空气源热泵热水器具有运行工况广、冷凝温度时变的特点,机组在运行至较高水温时系统效率会有明显下降。针对这一问题通过实验比较不同外部工况下系统性能的变化规律,分析热泵热水器的实际运行特性和制热性能劣化的原因,并依此提出以控制电子膨胀阀开度和压缩机启停时机的优化策略来提升系统性能。实验结果表明,系统性能分别提升了24.8%和14.3%。同时分析了两种策略的优势与差异性,以期使空气源热泵热水器在实际应用中的制热效率得到最大程度地优化。     

变工况下跨临界二氧化碳空气源热泵系统性能的实验研究

以跨临界二氧化碳空气源热泵系统为研究对象,研究了电子膨胀阀开度、压缩机频率对系统COP以及制热量的影响,并提出更高效的热泵运行方案。实验结果表明:在不同的阀开度下,系统COP均出现先上升后下降的趋势,随着加热过程进行,阀开度越大COP下降的幅度越大;压缩机频率的提升会使系统最大COP下降;系统在75 Hz下加热水箱温度至38 ℃后,将系统频率调节至85 Hz可以使系统在保持高COP运行的同时减少加热时长,加热速率提升约18%。     

蒸发器电子膨胀阀过热度模糊控制仿真及分析

建立了蒸发器一电子膨胀阀过热度模糊控制仿真系统，通过仿真分析了量化因子、比例因子及不同的采样时间，对控制效果及参数设置的影响、模糊控制与PID的控制效果比较：同时将带自修正因子参数自调整模糊控制应用到对电子膨胀阀的控制当中。对蒸发器过热度电子膨胀阀模糊控制系统的设计及调试有一定的指导意义。     

燃气机热泵改变制冷剂流量的增益调度控制

燃气机热泵可以通过改变燃气机转速调节系统容量,系统容量的调节和压缩机转速的变化,需要电子膨胀阀调节制冷剂流量与之相匹配。采用实验方法建立蒸发器过热度模型,通过理论分析和实验测试,研究了燃气机热泵系统变转速调节和当过热度设定值改变时蒸发器过热度的控制策略。提出采用增益调度控制策略实现蒸发器过热度的控制,实验结果表明:改变燃气机转速时,过热度控制比较精确,波动范围在±0.5℃以内;过热度设定值改变时,最大超调量小于2℃,过热度响应速度快,具有很好的动态响应特性,达到稳态的时间不超过200 s。