R744混合工质热泵热水器系统性能研究

为了寻找用于热泵热水器的低GWP替代工质,构建了基于EES软件的热泵热水器系统性能预测模型,并对其可靠性进行了验证。通过对比分析循环性能,理论评价了6组R744环保混合工质在直热式热泵热水器中替代R22的可行性。结果表明:工质浓度对R744混合工质热泵热水器的循环性能具有显著的影响,且所有R744混合工质均存在最优质量浓度使其系统分别获得最大COP_(th);相比于R22系统,R744/R290和R744/R1270系统在最优质量浓度14/86下均获得了显著提升的COP_(th)和制热量以及较低的排气温度,因此R744/R290(14/86)和R744/R1270(14/86)在直热式热泵热水器中均具有显著的替代优势;其余4组混合工质均不适宜在直热式热泵热水器中作为替代工质。本研究拓宽了热泵热水器用环保工质的选择范围,并为其工质替代提供参考依据。

热泵系统中R134a/润滑油流型的可视化研究

为了获得系统性能与制冷剂/润滑油流型的对应关系,基于制冷剂/润滑油流型可视化试验系统,对比分析了不同工况下过热度对蒸发器出口水平管和竖直管内R134a/润滑油流型的影响规律,并试验研究了工况2下热泵系统循环性能随过热度的变化规律。结果表明:在0~15℃左右的过热度范围内,3种工况下R134a/润滑油在水平管内均会出现相同的4种流型,而在竖直管内则均会出现相同的3种流型;R134a/润滑油在水平管和竖直管内流型(除分层环状流外)对应的过热度范围和流型转变过热度(除第一水平流型转变过热度外)均受热源进口温度的显著影响;工况2下系统COP和制热量均在过渡状态时获得较大值,并在第一水平流型转变过热度(0.2℃)处分别获得最大值5.348,4.386 k W。

R32/R1234ze(E)余热回收型供暖热泵循环性能的理论评估

通过热泵装置回收低温工业余热,用于供暖,可显著提升能源利用效率,降低供暖能耗。基于工质特性和循环性能的综合比较,理论评估了R32/R1234ze(E)在低温余热回收型供暖热泵中替代R22的可行性。结果表明:初步优选出适用于供暖热泵的R32/R1234ze(E)的浓度范围为0/100~40/60;系统在最优浓度M_(opt)(R32/R1234ze(E)(20/80))处获得最大COP_(h),且在两种工况下均较R22系统获得稍高的COP_(h)和明显降低的制热量、排气压力和排气温度。M_(opt)的使用可以显著降低冷凝器和蒸发器的损率。因此,M_(opt)在余热回收型供暖热泵系统中替代R22时具有明显的优势,但是需要适当增大机组容量。研究成果为供暖热泵的工质替代和低温余热回收提供了参考。