采用涡旋压缩机的电动汽车空调准双级压缩热泵性能实验研究

为了解决电动汽车空调系统冬季采暖问题和抑制冬季恶劣工况下压缩机排气温度过高状况,本文采用补气增焓技术,设计了电动汽车准双级压缩热泵空调系统,构建了电动汽车空调准双级涡旋式压缩机性能测试实验台。采用5种不同室外环境温度工况,分别测试了单级和准双级涡旋式压缩机。结果表明:压缩机的排气温度随环境温度的降低而升高。5种工况下,单级涡旋压缩机的排气温度均高于准双级涡旋压缩机的排气温度,尤其在环境温度为-7℃时,准双级涡旋压缩机的排气温度降低了10℃。与单级涡旋压缩机相比,在低温工况下,准双级涡旋压缩机的排气质量流量提高了12.9%~17.4%,系统制热量提高了7.3%~8.3%,制热性能系数COPh提高了7.6%~8.2%。     

电动汽车热泵系统低温工况的制热性能实验研究

为研究低温时电动汽车热泵空调系统的制热性能,本文通过搭建空气源热泵空调系统实验台,实验研究了电动汽车热泵空调系统在环境温度为-10~0℃的低温工况下的制热性能,分析了压缩机转速(2000~5000 r/min)、HVAC总成进风量(300~400 m^3/h)和环境温度对该热泵系统性能的影响,最后通过推导公式,估算电动汽车在使用空调系统后的续航里程。实验结果表明:随着压缩机转速的增加,压缩机排气温度、排气压力和系统制热量均增加,而COP下降;当保持压缩机转速和环境温度不变时,HVAC总成进风量从300 m^3/h增至400 m^3/h,制热量增加约13.3%~26.0%,COP增加约0.03~0.80;在其他条件不变时,当环境温度从-10℃升至0℃,热泵空调系统的制热量增加约60.9%~71.0%,COP增加约0.51~0.63;通过公式进行计算,当环境温度为-10~0℃时,在达到相同制热量条件下,热泵空调系统可在PTC加热器的基础上使续航里程提高13.5%~20.8%。     

纯电动汽车两种热泵空调系统的实验研究

为解决纯电动汽车采暖时采用电加热方式导致能源利用率低,降低纯电动车的续航里程这一问题,本文设计了分别采用四通阀和阀组的热泵空调系统并搭建了实验台,通过实验测试了系统的制冷量、制热量及耐振动性能。结果表明:采用四通阀的热泵空调系统与采用阀组的热泵空调系统在名义工况下制冷量和制热量约为2 kW,两套系统制冷模式时的出风温度皆为15.3℃,制热模式时的出风温度分别为41.3℃和38.2℃;两种热泵空调系统在低温工况下制热量均降至800 W左右;采用四通阀的热泵空调系统在振动状态下易出现窜气导致系统工作不稳定,损坏压缩机;采用阀组的热泵空调系统在振动状态下运行稳定。     

电动汽车用热泵空调系统设计与实验

针对纯电动汽车设计了一套蒸汽压缩式冷暖双模式热泵空调系统,并搭建了实验测试台进行了测试,对不同环境温度下系统的制热模式进行了实验分析,结果表明设计的热泵空调系统具有可行性,能在短时间内达到车室内温度需求。热泵空调的性能受外界环境的影响较大,环境温度越低,系统压力越低,压缩机排气温度越低,单位时间内制热量越少。     

电动汽车用热泵空调系统制热性能的试验研究

基于一款电动汽车空调设计热泵空调系统试验台架,研究不同压缩机转速和环境温度条件下双换热器系统和三换热器系统对热泵空调系统换热性能、总成出风口平均温度及系统COP的影响。结果表明,环境温度越高双换热器系统和三换热器系统的换热性能越高,且三换热器系统的性能优势越明显;压缩机转速为5 500 r/min,室外环境温度分别为7℃,1℃和-5℃工况下,三换热器系统较双换热器系统总成出风口平均温度分别高8.0℃,7.2℃和6.1℃,系统COP分别提高15.0%,16.5%和18.2%,电动汽车除霜、除雾的速度提高。     

基于中间补气压缩机的地暖系统制热性能实验研究

本文将中间补气涡旋式压缩机应用于地暖制热系统,以解决地暖制热系统在低温环境下制热性能不佳、机组运行不稳定等问题,并建立补气地暖样机实验系统,研究了在不同运行工况下中间补气地暖系统的压缩机排气温度、制热量、功耗及制热COP等参数,分析了中间补气地暖系统制热性能与常规热泵制热性能之间的关系。实验结果表明:当环境温度处于-20~7℃之间时,带中间补气系统的地暖机组的制热量相比于普通热泵平均提升约26.2%,制热COP平均提升约为8.7%,功耗仅平均增加约16%;当室外环境温度为-20℃时,压缩机排气温度降低了12℃。可见采用中间补气技术的地暖系统在低能耗的条件下更能满足低环境温度的需求。     

电动客车用余热回收型热泵的换热器优化及性能实验研究

本文针对热泵空调系统在冬季低温工况下制热能力衰减问题,通过换热器设计优化,研发出基于喷射补气的余热回收型热泵空调系统,并进行了性能实验研究.结果表明:研制的准二级压缩电动客车热泵空调系统在低温条件下具有较好的制热性能.在环境温度为-20℃,车内温度为20℃,余热量为1.8 kW的制热工况下,相比于无余热回收工况,系统制...     

R417A热泵热水器性能及螺旋套管冷凝器换热研究

本文以R417A为工质,在冷凝器不同进水温度、不同进水体积流量时,测试了空气源热泵热水器的运行性能及螺旋套管冷凝器的换热特性,为制冷空调及热泵系统的工质替代提供参考。实验工况为:冷凝器入口水温20～55℃,冷凝器进水体积流量为0.6～1.0 m~3/h,环境温度分别为15、29℃。结果表明:冷凝器进水体积流量一定时,随入口水温的升高,冷凝器总换热量、总传热系数减小,压缩机排气压力、输入功率增大,热泵热水器制热量、制热性能系数COP下降。冷凝器入口水温一定时,随进水体积流量的增加,冷凝器总换热量、总传热系数增大,压缩机排气压力、输入功率减小,热泵热水器制热量、COP增大。实验工况范围内,与环境温度为15℃相比,环境温度为29℃时的冷凝器总换热量、总传热系数、排气压力、吸气压力、输入功率、制热量、COP均较高。     

电动汽车热泵空调系统冬季采暖性能实验研究

本文通过实验研究了电动汽车三换热器热泵空调系统在冬季运行时的采暖性能,研究分析了压缩机在不同转速(2 000～5 000 r/min)下,室内外环境温度和相对湿度对系统内压缩机排气特性、汽车HVAC总成出风温度和COP等系统性能参数的影响。结果表明:较高的压缩机转速使出风温度和制热量明显上升,但系统COP有所降低;当保持压缩机转速不变时,环境温度每升高5℃时,制热量升高9%～22%,出风温度上升6～9℃,COP上升7%～11%;室外相对湿度由40%增至80%时,制热量增加了15%～20%,出风温度上升2～3℃,COP上升6%～9%。     

混合工质回热式大温跨供热热泵循环的理论分析

物料干燥、印刷、印染纺织、电镀等领域普遍需要65~100℃的热源供应,常规热泵技术难以实现。本文充分利用非共沸混合工质相变过程中的大温度滑移,实现与水侧更好的热当量匹配,提出一种混合工质回热式大温跨热泵循环,建立了热力学模型,分析了运行压力、混合工质组分、环境温度、出水温度等关键参数对系统性能的影响,基于遗传算法优化了系统吸排气压力和工质配比,结果表明:混合工质回热式热泵可在常规空调压缩机的正常工况内运行,在环境温度为25℃、入水温度为15℃、出水温度为90℃时,系统理论COP最高可达5. 5,与同工况下CO2跨临界热泵性能相当。     

电动汽车热泵空调系统低温制热性能及优化

热泵空调系统在满足电动汽车冬季供暖需求方面发挥了重要作用。本文采用新型低GWP值的R1234yf为制冷剂?对电动汽车热泵空调系统在－20~7 ℃环境下的低温制热性能进行了测试?对电动汽车冬季热负荷进行标定,并且与制冷剂R134a进行了对比,研究了系统制冷剂充注量、制热量、COP和排气温度的变化,同时对系统各部件火用损失进行了分析计算并根据结果 确定系统优化方向。结果表明:该系统最佳制冷剂充注量为1406g,制热量与COP在大部分工况下达到2kW与18以上,能够满足低温制热需求;R1234yf 直接替代R134a时,系统制热量与COP比R134a系统低71％与66％,系统的排气温度比R134a平均低53 ℃,系统工作更稳定可靠;热泵空调系统内冷凝器与压缩机的火用损失占系统总火用损的80％以上,是重点优化方向;增大内部冷凝器换热面积、增大风量、提高压缩机转速可显著提升R1234yf系统制热性能,使之与R134a系统的制热性能相比大约相等或者更高。     

热泵型纯电动汽车空调系统特性

本文以R134a为制冷剂并采用三换热器设计了热泵汽车空调系统,搭建了热泵系统台架,并在制冷和制热5种工况下进行了性能测试,研究了压缩机转速、风量及环境工况对系统的影响,分析了该系统用于电动汽车的可行性。测试结果表明:温度越低,系统效率越低。-20℃压缩机转速为3 000 r/min时,系统性能系数COP约为1.5;相同工况下,系统COP随压缩机转速的增加而先增大后减小;相同工况下,系统COP随换热器风量的增加而增加。压缩机采用热泵系统,可以节约电能从而提高电动汽车续航里程。     

适用于-20℃环境的CO_2汽车热泵系统的开发及性能测试

开发CO_2跨临界汽车热泵,是解决R134a汽车热泵在低温环境下制热量不足、无法正常工作问题的有效措施。本文理论分析了影响CO_2汽车热泵性能的关键因素,在最低为-20℃的环境温度下实验研究了CO_2汽车热泵的性能。结果表明:开发的CO_2汽车热泵系统在低温环境下稳定运行,具有较好的制热性能;在相同压缩机转速条件下,室内进风温度对制热COP(COP_h)影响更大,室外环境温度对制热量影响更大;在-20℃环境冷启动工况下COP_h可达到3.15、制热量为3.6 k W;进风(Tg,a,in)和出风(Tg,a,out)温度分别为20℃和40℃时,COP_h最低为1.72。因此,与R134a相比,CO_2车用热泵系统的低温制热性能有显著的优势,该系统在电动汽车上具有较好的应用潜力。     

喷液冷却和喷气增焓低温热泵涡旋压缩机的对比分析

本文分析了目前低环境温度热泵用涡旋压缩机运行特性及技术要求,并对制冷剂喷液冷却和喷气增焓两种涡旋压缩机技术的特点进行了对比介绍。针对低环境温度热泵开发了两款R410A涡旋压缩机:PSH系列压缩机采用制冷剂喷液冷却技术控制压缩机排气温度,可以扩大低环境温度下的运行范围;PCH065压缩机采用制冷剂喷气增焓技术提高低环境温度工况制热量及制热性能,并通过中间排气技术提高部分负荷系统的制冷性能,内置温度保护器的应用提高了压缩机在高排气温度运行的可靠性。这些优点使得热泵系统可以在我国低环境温度区域推广使用。     

电动汽车热泵空调复合除霜特性的实验研究

为了解决电动汽车热泵空调在制热过程中结霜导致制热效率降低的问题,本文在现有除霜方法所存在的缺陷的基础上,提出了电动汽车热泵空调复合除霜方法,所谓复合除霜方法就是在除霜开始后,首先进入旁通除霜阶段,然后根据除霜状态,适时进入逆循环除霜阶段。本文对一台额定功率8.0 k W的电动客车空调进行改造,并在室外环境温度(2±0.5)℃,相对湿度(80±5)%,车内温度为(20±0.5)℃的模拟环境条件下进行对比实验,测量压缩机吸排气压力、室外换热器温度、室内温度与消耗功率随时间的变化。结果表明:与逆循环除霜相比,复合除霜压缩机吸、排气压力冲击减小,室内温度波动减小,能耗降低8.13%;与旁通除霜方法相比,除霜时间减少60 s,能耗降低6.56%。     

CO_2车用热泵空调系统技术研发及性能提升

本文研发了一套CO_2跨临界车用热泵空调系统,该系统采用CO_2车用电动压缩机、微通道换热器、电子膨胀阀等关键部件,克服了CO_2车用热泵空调系统高压和高排气温度的技术挑战。实验研究了系统充注量对CO_2车用热泵空调系统性能、循环特征及膨胀阀开度的影响。提出在热泵模式下将室内换热器串联来提高高压侧的换热能力,并实验验证了该方法对车用热泵空调系统性能的提升作用。结果表明:相比于单一气冷器,采用串联气冷器的车用热泵空调系统的制热量和COP_h分别提升了17%～31%和20%～33%;该系统在-20℃全新风环境下,出风温度可达40.4℃,COP_h为1.8。因此该系统能够满足电动汽车在低温环境下的乘客舒适性和整车负荷需求,且在制热能效方面优势显著。     

车用热泵用小管径管片式换热器性能研究

目前车用空调冷凝器均为平行流冷凝器,作为热泵蒸发器时易结霜,且化霜时排水不畅。而圆管翅片换热器换热性能较差,难以满足结构布置要求。开发了Ф5管径的小管径换热器,与平行流换热器进行了性能对比测试。结果表明:采用小管径管片式换热器时,制冷模式下COP提高了17.4%~23.7%,热泵模式下COP提高12.6%~35.8%,且在热泵模式下可降低压缩机排气温度15~28℃。小管径管片式换热器在电动汽车热泵系统应用前景广阔。     

滚动转子式补气压缩机在热泵系统中的实验研究

介绍了滚动转子式补气压缩机的设计,并将其在热泵系统中进行了实验研究。分析了不同制热工况下滚动转子式补气压缩机的性能,对比了带闪发器与过冷器的经济器热泵系统、滚动转子式与涡旋式补气压缩机的性能。结果表明:随着室外环境温度的下降,滚动转子式补气压缩机补气后制热量提升比例逐步增大;滚动转子式补气压缩机制热实验中,带闪发器系统的制热量较高;在超低温制热工况下滚动转子式补气压缩机制热量提升18%左右,与涡旋式补气压缩机相比制热量相当,性能略高。     

电动汽车蒸汽喷射式低温热泵空调系统性能研究

本文设计并研制了一种应用于电动汽车的新型蒸汽喷射式热泵空调系统,并将空调系统实物样机在测试台架上进行了性能试验。试验结果表明:蒸汽喷射器和中间补气涡旋压缩机的引入可有效降低压缩机排气温度。相较于PTC电加热制热方式,本文研究中热泵空调系统采暖方式最少可降低制热功耗2 169 W,最少可有效提升电动汽车的续航里程16.9%。     

电动汽车热泵空调系统设计优化及试验研究

为高效节能的满足电动汽车冬季采暖需求,本文结合电动汽车结构研制了一套蒸汽压缩式冷暖双模式热泵空调系统,将其搭载在电动汽车上进行性能试验,研究了环境温度对热泵空调系统制热性能的影响,结果表明该系统能较好的满足电动汽车冬季采暖需求。热泵空调系统性能受环境温度影响大,环境温度越低,系统制热量越少、制热效率越低。针对低温环境下热泵空调系统效率低下的情况,利用电动汽车驱动电机余热优化系统,实验对比分析两种情况下的制热性能,结果表明利用驱动电机余热对提高热泵空调系统性能有很大的帮助。