太阳能-空气源耦合热泵系统研究

基于节能减排背景,编制太阳能-空气源耦合热泵系统和传统空气源热泵系统计算程序,对2种热泵系统进行了理论分析,并在晴天、多云天和阴天3种典型天气情况下对耦合热泵系统的运行情况进行实验测试。结果表明:在相同工况下,与传统空气源热泵系统相比,耦合热泵系统的耗电量更低,系统COP更高,其性能优势较为明显。太阳能-空气源耦合热泵系统在晴天、多云天和阴天运行时的平均性能COP分别约为4.19,3.24和2.71,在晴天时的平均性能COP比在阴天时高出约54.6%。相较于阴天天气,太阳能-空气源耦合热泵系统在晴天时每天节省电量约35.6%,平均制热量高出约19.6%。

不同流体流向的换热特性数值模拟

为了研究不同流体流向的换热特性,以套管式换热器为模型,以水为换热工质,利用Fluent等软件对顺流、逆流2种不同流向的单相流体换热进行数值模拟。内管速度为0.02~0.1 m/s,外管速度为0.03~0.15 m/s,模拟结果证明,在相同初始条件下,逆流换热效果总是优于顺流换热。其中,两种逆流方式外管温升范围分别为2.822~11.837℃和2.825~11.838℃,两种顺流方式外管温升范围分别为2.727~11.004℃和2.713~10.99℃。

R134a、R410a和R1234yf双级热泵性能对比

针对一级节流中间完全冷却双级压缩系统,建立了能量方程并编制了程序,对R134a、R410a和R1234yf热泵系统压缩机排气温度、性能COP、压缩机耗功和[火用]损失等进行了对比。结果表明:在环境温度为-25℃时,R1234yf的制热COP可达到1.766,仅比R134a和R410a约低4%和2.9%,低压级压缩机耗功分别比R134a和R410a约低18%和20%;高压级压缩机耗功分别比R134a和R410a约低21%和22%。在一定程度上,R1234yf制冷剂可作为R134a和R410a的替代工质。