带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统运行特性实验研究

虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术，但其循环的效率还是比常规工质循环低，因此开发膨胀机提高二氧化碳跨临界循环系统运行效率是推动实际应用的关键问题。本文给出了二氧化碳膨胀机的设计特点，同时利用实验手段对带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行测试，了解膨胀机的运行特性以及对系统的影响，同时改变外部参数条件，了解系统运行规律。通过实验表明，膨胀机的运行效率与膨胀机的转速有关，而且存在极值。系统的运行也受其影响，但系统性能系数是一个综合作用的结果，应对系统运行参数进行优化。     

跨临界循环高温热泵的控制方法

跨临界循环高温热泵系统中,对循环高压、负荷的控制是保证系统稳定、高效运行的关键.本文介绍了几种在高温热泵跨临界循环中对循环高压的控制方法,如毛细管控制法、膨胀阀控制法等,以及系统负荷的频率控制法,并讨论了各自的优缺点.在此基础上,提出在满足负荷要求的前提下,压缩机最优频率的调节和系统最优循环高压控制相结合的控制策略.     

CO2跨临界低温地热源水-水热泵的实验研究

研究用CO2跨临界循环热泵系统开发低温地热资源，详细介绍了CO2跨临界循环热泵系统的运行机理、装置特点、热源选取。通过低温地热源的模拟实验，给出实验最优工况的调节方法，这对开发应用CO2热泵系统用能效率有着重要作用。     

跨临界CO2热泵热水器的应用研究

分析CO2在热泵热水器中跨临界循环的原理及特点,阐述了CO2用于热泵热水器的优势,概述了国内外跨临界CO2热泵热水器的应用情况及关键零部件的研究开发。     

CO2跨临界循环膨胀特性及机理

介绍了采用膨胀机的CO2跨临界循环的系统流程及典型工况，详细分析了膨胀中经历的亚稳态过程的成因和机理，指出气化的滞后对系统的危害，并对相变膨胀过程中的成核现象进行了热力学分析，在此基础上，结合CO2超临界膨胀过程的特点，阐明了气液相变介质中声速的确定方法，认为CO2超临界膨胀过程可近似按照经典热力学的准静态理论进行分析。     

严寒条件CO2跨临界循环热泵优化技术

以严寒条件CO₂跨临界循环热泵系统为研究对象,采用涡流管技术与二级压缩技术对其进行优化,采用工程方程求解器(EES)软件建立四个热力学模型(单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环),模拟分析了性能系数(COP)、排气温度等参数随气冷压力、蒸发温度、过热度、级间压力的变化规律。研究表明气冷压力变化对严寒条件下优化系统的性能影响最大,在设定的压力变化范围内(7 MPa～12 MPa),单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环的COP变化幅度分别为74.40%、60.46%、110.38%、90.94%;涡流管技术在低压缩比条件下优化效果更佳,一定条件下,单级涡流管循环较单级循环COP可提高11.2%;二级压缩技术在高压缩比条件下优化效果更好,在最优气冷压力条件下,二级循环相较单级循环COP可提高18.2%,同时二级压缩技术可降低压缩机排气温度,使压缩机保持较高的等熵效率,且存在最优级间压力使得COP达到最大值。结果表明,当总压缩比不大、级间压力处于较低水平或者需要获取更高的第一级压缩出口温度时,通过改变涡流管参数调节过热度效果更好,与二级压缩技术...     

跨临界CO2热泵系统性能研究

建立了跨临界CO_2热泵热水系统及其主要部件的数学模型并进行了模拟,利用自行搭建的跨临界CO_2热泵实验台进行了相关的实验研究。分析比较了气冷器的出口水温、气冷器的制热量与系统COP_h值(跨临界CO_2热泵系统)的仿真值与实验值,结果表明实验值与仿真值较为吻合,建立的系统模型准确性较高。利用仿真与实验的手段,研究了不同的冷却水流量和冷却水温度对跨临界CO_2热泵系统的性能影响。研究结果表明:系统运行时外部参数冷却水温度和流量及蒸发温度的变化将引起系统性能参数(制热量Q、系统COP_h值)变化,尤其是气冷器进口水温对系统性能的影响最大,为了保证气冷器中CO_2工质实现跨临界循环,降低气冷器进口水温是关键因素。     

CO_2跨临界热泵循环与朗肯循环耦合系统性能分析

提出跨临界CO2热泵和朗肯循环耦合实现凝汽器余热回收的方式.分别对郎肯循环、再热循环及跨临界CO2热泵和朗肯循环的耦合循环进行了热力学分析,分析表明:随着主蒸汽温度增加或乏汽温度降低,3种循环的效率均增加,朗肯循环平均效率为31.5％,耦合循环平均效率为35.5％,再热循环平均效率为33.5％;随着主蒸汽压力增加或乏汽压力降低,3种循环的效率均呈增加趋势.相同对比条件下,耦合循环效率最高,朗肯循环效率最低,再热循环介于二者之间.     

CO_2跨临界热泵和加热炉冷却循环耦合系统性能分析

提出跨临界CO2热泵和朗肯循环耦合实现加热炉的余热回收。基于热力学研究方法,分别对影响耦合循环效率和CO2跨临界热泵性能的关键参数进行了研究。随着热泵性能COP的提高,耦合循环的效率提高。当热泵性能超过限定值后,压缩机耗功比值越大,耦合循环效率越低。排气压力范围内,热泵性能和耦合循环效率均有极值。给定条件下最优排气压力为8.5 MPa,热泵性能COP为4.2,耦合循环效率为0.35。蒸发温度提高或冷凝温度降低,均有利于热泵性能和耦合循环效率的提高。此研究为回收加热炉余热和提高电厂效率提供理论基础。     

带喷射器的CO2水源热泵空调夏季性能分析

提出了一种能够驱动一次回风空气处理机组的带喷射器的跨临界CO2地下水源热泵空调机组.基于热力学原理和喷射器一维等压混合模型,建立了系统夏季稳态性能分析数值模型,利用MATLAB软件进行了计算.结果 表明:在地下水温和新风相对湿度较低,且新风比和新风温度较高的条件下,系统性能系数(COP)较大;地下水温较高时,系统存在最...     

供暖用CO2空气源热泵变频运行性能研究

采用压缩机变频、设置回热器与气液分离器辅助加热等技术途径,设计与构建一种供暖用CO2空气源热泵系统。在此基础上,建立响应面模型对供暖用CO2空气源热泵的压缩机运行频率进行优化,以提高供暖用CO2空气源热泵的低温性能。响应曲面法分析结果表明,低温环境下压缩机合理升频运行可有效提高供暖用CO2空气源热泵制热量,虽压缩比增大,但仍能保证压缩机稳定运行。为提高供暖用CO2空气源热泵的性能系数(COP),在低温环境下压缩机可分段变频运行。当环境温度依次为-5、-10及-15℃时,COP最大时对应的压缩机运行频率分别为55、58及60 Hz。     

CO2跨临界循环地源热泵的研究

给出了CO2跨临界循环地源热泵的系统流程，并在考虑输气系数和绝热效率的基础上，与R22和R134a等进行了循环性能比较。结果表明，用于需要较高供水温度的空调系统或热水供应系统时，CO2可具有和常规工质相当的性能。同时对于一特定的CO2地源热泵，分析了在热水流量和热水温度变化时的运行特性，并讨论了CO2地源热泵容量调节的方法。     

CO_2跨临界循环水源热泵摆动转子膨胀机样机的研制开发

研究开发了CO2摆动转子式膨胀机以代替系统中的节流阀回收膨胀过程能量.对膨胀机的流量、气缸的容积、吸气角与排气角以及吸气控制系统进行了分析与设计,同时对膨胀机内CO2膨胀过程的压力变化进行了分析.加工了实验样机,安装在水水热泵系统中代替节流阀进行实验.实验结果表明,在测试条件下,吸气控制系统运行正常,同时膨胀机正常运转,效率可高于30%,并可提高系统制热COP在10%以上.     

CO2跨临界循环与传统制冷循环的热力学分析

以热力学第二定律和卡诺定理为基础，提出了一种新的热力学分析方法-当量温度法，并以此为基准对各种制冷循环进行了分析。与传统分析方法相比，当量温度法可以得出更加公正、合理的结论。     

用于寒冷地区双级压缩变频空气源热泵的研究

将双级压缩和变频技术有机结合，提出一种适用于寒冷地区双级压缩变频空气源热泵系统。本文得出了该系统最佳中间压力表达式，提出采用效率优先和制热量优先的双控制模式，并根据需要利用变频手段来提高热泵系统的制热性能系数和制热量。试验和模拟计算表明：在冷凝温度50℃和蒸发温度-25℃工况下，系统制热性能系数高于2，压缩机排气温度低于120℃，制热量可以满足用户要求；且试验验证系统运行稳定可靠，可以在-18℃以上的室外低温环境中满足寒冷地区冬季供暖需要。     

太阳能-空气复合热源热泵热水器的性能模拟与分析

介绍了一种新型太阳能—空气复合热源热泵热水装置(SAS-HPWH)。该装置通过使用独特设计的螺旋翅片蒸发管的平板型集热/蒸发器,可以在不同的天气情况下切换运行太阳能热源热泵模式、太阳能与空气双热源热泵模式和空气源热泵模式,制取生活热水。论文主要针对自行设计的一台150L的SAS-HPWH,建立系统的数学模型,并以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性。模拟结果显示该热水器在不同天气特征情况下可高效率地制造55℃热水。论文还分析了太阳辐射、环境温度以及压缩机的容量对系统特性的影响,提出使用变频压缩机,根据不同的天气情况调节制冷剂流量,进一步提高系统的整体性能。     

CO2跨临界热泵高温化途径分析

CO2作为一种环境友好的自然工质,以其为循环工质的跨临界热泵制热能力突出.建立CO2跨临界增压和CO2跨临界热泵理论分析模型,研究不同增压过程对热泵系统COP、气冷器中水的出口温度及质量流量的影响规律.结果表明,2种热泵高温化方案均会提升压缩机等熵效率、功耗和压缩机出口工质温度,且提升了气冷器出口水温,但COP和热水的...     

CO2跨临界制冷循环系统[火用]经济分析

为优化CO2跨临界制冷循环系统,以达到能效和经济之间的平衡,提出?经济分析方法,并建立数学模型,模拟分析系统的COP、?效率及系统各部件的损、?经济成本等随气体冷却器出口温度升高的变化趋势。结果表明,系统的COP和?效率呈现下降趋势;各部件损除蒸发器略有下降外,压缩机、气体冷却器、节流阀的?损均有不同程度的增大;系统单位产品?成本呈现下降趋势;减小节流阀产生的?损有利于提高系统的效率。