结霜工况下热泵空调器性能的理论与实验研究

对热泵空调器在结霜工况下的运行性能进行了理论和实验研究。计算结果表明,热泵在结霜开始时,有助于增大管壁和空气之间的换热系数;当霜层达到一定厚度时热泵的制热能力、性能系数等迅速下降。模型的计算结果和实验结果吻合较好。

含结霜工况的空气源热泵的季节性能

本文对空气源热泵结霜工况下的动态特性和季节性能进行了理论研究,将室外换热器的结霜视为准动态过程,建立了空气源热泵结霜工况下的动态分布参数模型。利用近30年的气象资料,计算了北京、上海、广州、南京四个城市的季节能效比,计算结果表明:在计算冬季供热季节性能系数时,如果不考虑结霜将产生一定程度的误差。这为以后实验研究和优化设计提供了理论基础。

考虑亚稳态的绝热毛细管流动性能的理论研究

采用均相模型建立绝热毛细管数学模型,同时考虑了"闪点延迟"、"壅塞流"现象和毛细管呈螺旋形所产生的局部阻力,利用matlab语言编写计算机程序,对绝热毛细管内的流体流动特性进行模拟计算,并分析研究了毛细管的流动性能。将计算结果与其他学者提供的实验结果进行比较,全部的计算点误差都在±10%以内,达到工程运用的要求,其运用对于制冷系统毛细管的匹配具有一定的参考价值。

结霜工况下热泵空调器性能的数值模拟

本文对热泵空调器在结霜工况下的运行性能进行了理论模拟，建立了热泵空调器制冷系统稳态分布参数模型和结霜过程的动态分布参数模型。在系统模型建立中把结霜过程视为准稳态过程。计算结果表明在霜刚开始形成时，有助于增大管壁和空气之间的换热系数，当霜层达到一定厚度时热泵的制热能力，性能系数等迅速下降。经与其他已发表的文献比较计算结果合理。

室外环境参数对空气源热泵翅片管蒸发器动态结霜特性的影响

对一台空气源热泵空调器在不同环境条件下室外换热器的动态结霜性能进行了实验研究，分析了进风温、湿度对热泵空调器结霜量及霜层厚度的影响。实验中考虑了结霜引起的热泵系统蒸发温度及风机流量的变化，采用显微照相法测量翅片表面霜层厚度，结霜量则通过测量蒸发器进出口含湿量的方法来获得。实验结果表明，室外换热器结霜量随时间线性增长，而翅片表面霜层厚度则分为初始段、匀速增长段和快速增长段三个阶段；在结霜循环的最后20％～30％的快速增长段内霜层生长速率大大加快，可达匀速生长段霜层生长速率的2．4，3．3倍。对于不同的工况，蒸发器均在进风温度0～3℃附近时结霜最为严重，且相对湿度对霜层厚度的影响要大于对结霜量的影响。

室外换热器迎面风速对空气源热泵结霜特性的影响

对不同迎面风速条件下空气源热泵系统室外换热器表面霜层生长特性进行了实验研究,测量了翅片表面动态霜层厚度、换热器结霜量,显微观察了霜晶生长过程。实验结果表明,迎面风速的降低使得空气源热泵机组室外换热器表面霜层厚度加速增长,结霜周期随迎面风速的下降呈近乎线性地减小,而且相对湿度越低,结霜周期下降的速度越快;因此,减小室外换热器迎面风速将恶化空气源热泵机组结霜∕除霜周期中的平均性能。对霜晶形态的显微观察发现,低迎面风速工况下霜层厚度增长速度加快的原因是由于空气源热泵蒸发器壁面温度降低造成的霜晶形态的改变,翅片表面柱状冰晶始终在高度方向快速生长,这种现象与低环境温度工况下翅片表面霜晶生长形态类似。换热器总结霜量随迎面风速的减小而下降,造成霜层平均密度降低。

空气源热泵蒸发器表面霜层生长特性实验研究

在室外环境空气温度-15℃～5℃、相对湿度65％-90％范围内，对一台空气源热泵室外换热器表面霜层生长特性及热泵系统动态性能进行了实验研究。实验结果表明，翅片表面霜层厚度呈分段增长模式，在结霜初始段，霜层主要由粒状冰晶组成，并逐渐形成柱状冰晶，其厚度增长较快；在第二阶段为柱状冰晶主要在其半径方向生长，霜层厚度增长速度减慢；而在第三阶段，柱状冰晶主要在其高度方向生长，逐渐形成针状冰晶，霜层厚度增长速度迅速增大至第二阶段的3-5．8倍。对实验结果的分析表明，热泵机组性能恶化主要是由于蒸发器表面温度下降、霜晶形态变化引起霜层厚度快速增长及空气流动阻力增加导致风机流量下降三个因素之间形成的恶性循环所致，其中换热器表面温度下降引起的霜晶形态变化起到了至关重要的作用。

燃气机热泵余热利用理论分析

对燃气机热泵余热利用方式进行了理论分析,从能量平衡角度分析了除霜的可行性,计算结果表明：除霜热量占余热回收总量的比值为6.5%~9.5%;在不同的除霜周内,制冷剂气化热量占回收余热总量的比值变化较大,最大不超过45%,从能量角度利用余热除霜是可行的;燃气机热泵的Cop可以提高30%,一次能源利用率在1.3~1.8,可见利用余热供热对提高燃气机热泵的性能系数具有重要的意义。

燃气机热泵冷热电三联供系统热经济学分析

采用热经济学分析法对一台燃气机热泵冷热电三联供系统进行分析,对不同转速,蒸发温度,冷凝温度和天然气价格4项影响因素条件下,子系统成本差、经济因子和总系统的经济系数的计算分析,指出了燃气机热泵冷热电三联供系统需要改进之处,针对燃气机热泵冷热电三联供系统的设计需要注意传动比的合理设置问题,并且得出了燃气机热泵冷热电三联供系统在中国具有广阔的应用空间的结论。

燃气机热泵机组隔声装置降噪研究

噪声问题是燃气机热泵走向商业化的一个难题,分析了声源特点的基础上,结合声学理论与实际经验,建立了隔声罩三维模型与双室抗性消声器模型,使用RAYNOISE软件对加装隔声罩前后的燃气机热泵机组的噪声场进行模拟,并且根据本实验台的实际情况设计了燃气机热泵机组的隔声装置,对采用降噪装置后的实验台进行实验测量,总声压级降到77.8dB(A),通过实验验证了设计的合理性。

冷热电三联供燃气机热泵系统的[火用]损功率分析

从能量品位梯级利用的角度针对冷热电三联供燃气机热泵系统进行分析,提出了系统的火用损功率这一定义,并且分析了冷热电三联供燃气机热泵系统在不同冷凝温度,蒸发温度以及不同压缩机转速时系统的火用损功率,由此得出了对冷热电三联供燃气机热泵系统设计有一定指导意义的结论:从能量品质的角度出发应该尽量选取热效率比较高的发动机;减少发电机的发电量,可以考虑直接用发动机带动水泵的方式;根据南北方地域的不同要综合考虑冷凝温度和蒸发温度对系统的影响;选用换热效果比较好的换热器,即尽可能地将有冷量火用及热量火用产生和利用换热器的火用损功率降至最低;不应当将发动机的转速定的过高,应该选择发动机的经济运转速度为好,高转速的燃气机热泵是不经济的。

内燃机热泵隔声装置及通风技术

针对内燃机热泵机组运行发热量大、噪声频谱特性复杂的特点,设计了一种安装在发动机和压缩机上的带通风系统的隔声罩来降低中高频噪声,对低频噪声设计了双室抗性消声器进行降噪.为了解决隔声罩内部设备散热导致的罩内温度升高问题,详细推导和计算了罩内通风量,设计了罩内的气流形式,模拟了罩内的空气温度场和速度场,得到了该通风方案能够及时有效地排出隔声罩内热量的结论.实验研究了安装带通风系统的隔声罩和双室抗性消声器之后内燃机热泵系统的噪声问题,结果表明,隔声罩和双室抗性消声器配合使用能够使本实验样机的噪声有大幅度的下降.

制冷系统中绝热毛细管数值分析

废旧家电的回收利用是近年来治理环境污染的一个重要课题。塑料在家电中占有相当大的比例,如何对其进行合理的回收,关系到废旧家电再资源化的优劣程度。本文介绍了塑料回收利用的常用方法和预处理工艺,并针对废旧家电中塑料回收及其关键技术进行研究,提出了一些具体的建议。

制冷系统中绝热毛细管数值分析

本文对毛细管中的绝热流动进行了分析计算,在考虑了亚稳态流动的基础上分别建立了能量、质量方程和压降计算公式,针对工质为R22的制冷系统编制的计算程序,该计算模型将对空调系统的优化分析和控制提供了有效的部件性能分析方法。

制冷系统变工况性能数值模拟

采用分布参数法建立制冷系统数学模型,在建立冷凝器和蒸发器两相区模型时采用分相流模型,并考虑流型变化对制冷剂流动换热过程的影响。利用所建模型,分析电子膨胀阀开度、压缩机转速、冷凝器风速等参数变化对系统性能的影响,为控制规律的研究提供依据。

风速对空气源热泵翅片管换热器结霜特性影响

针对风速对空气源热泵翅片管室外换热器结霜特性的影响进行了实验研究。实验结果表明,结霜量随风速的增加不是成线形增长,在风速为1.3m/s时结霜量最小。霜层厚度随着风速的增加反而减小,而翅片管换热器的最大换热量随着风速的增加而增加。

LiBr溶液喷淋量对预冷却吸收系统的影响

在计算机程序的基础上,得出喷雾吸收双效溴化锂吸收器的热力计算结果;研究了内部条件混合溶液喷淋量对系统性能的影响情况;分析了机组制冷量以及COP值的变化情况;得出喷雾吸收时的LiBr中间溶液的最佳喷淋量,并与降膜式吸收器做了性能比较。

自配电热泵系统变流量特性的理论与实验研究

为研究自配电热泵系统的运行特性及能源利用效率,建立了自配电热泵系统的数学模型,并利用搭建的实验装置对制热工况下系统的变流量特性进行了理论与实验研究。结果表明:系统总供热量随着冷凝器循环水流量和发动机转速的增加而增加;系统性能系数(COP)和一次能源利用率(PER)随着冷凝器循环水流量的增加而变大,却随着发动机转速的增加反而减小。数值计算结果与实验数据基本相符,误差在15%以内。

低温高湿环境下翅片管换热器结霜特性的研究

本文对低温高湿环境下的翅片管换热器结霜特性进行了实验研究,分析了进风温度、相对湿度对换热器结霜量、霜层厚度、管壁温度以及蒸发温度的影响。实验结果表明:换热器表面结霜量随着时间呈线性增长,霜层厚度随着时间的变化分为线性增长段和加速增长段,管壁温度和蒸发温度随着时间的变化分为缓慢下降段和快速下降段。同时,霜层厚度、结霜量随着进风温度的升高和相对湿度的增大而增大,换热器管壁温度和蒸发压力随着进风空气温度的降低和进风相对湿度的增加而降低。

翅片管蒸发器换向除霜特性的实验研究

本文对翅片管蒸发器换向除霜特性进行了实验研究,分析了进风温度、相对湿度对除霜时的压缩机吸气压力、翅片管蒸发器管壁温度、除霜时间、除霜时压缩机耗功及吸热量的影响。实验结果表明:除霜时翅片管蒸发器管壁温度随时间的变化分为急速增加段和缓慢增加段两个阶段;压缩机的吸气压力有一个迅速增大后迅速降低的过程,随后压缩机吸气压力慢慢增加,最后达到稳定。同时,压缩机吸气压力和翅片管蒸发器管壁温度随着进风温度和相对湿度的增大而增大,除霜时间随着进风温度和进风相对湿度的增加而减少。除霜时压缩机耗功随着进风温度的变化基本呈线性关系,而且随着温度的增加而减少;压缩机耗功也随着相对湿度的增大而减少,但随着进风空气温度的升高,随着相对湿度的增大压缩机耗功减小幅度呈下降趋势。除霜吸热量随着进风相对湿度和进风温度的增加反而减少,而且进风空气温度越低,空气相对湿度对除霜吸热量的影响越大。