带喷射器的CO_2热泵/制冷系统的研究现状

通过对喷射器分类与性能参数进行介绍,阐述了两相喷射器(TPE)应用于CO_2热泵/制冷系统的理论与实验研究进展,还对TPE的运行特性和优化方法进行了分析。总结得出,等压混合喷射器性能更优且应用广泛,喷射器及系统性能分析需结合性能参数综合分析,TPE应用于系统具有多样性,理论与实验研究需要结合其各自特点且考虑因素应全面,目前喷射器的调控方式中多喷射器组合的方法更受关注,可调喷嘴喉部面积的调控方式的发展既要优化控制方法也要与其他几何参数优化相结合。

电动汽车CO_(2)热泵空调系统优化及制冷性能分析

为提升电动汽车CO_(2)热泵空调系统的制冷性能,文章构建了中间补气+回热器的跨临界CO_(2)系统,通过仿真研究了气体冷却器出口温度(T_(go))、气体冷却器压力(P_(g))、中间补气压力(P_(m))、相对补气量(β)、回热器过热度(ΔT)对系统制冷系数(EER)、制冷量(Q_(e))和压缩机排气温度(Tco)的影响及中间补气对回热器优化能力的提升。研究表明:存在最佳气体冷却器压力和最佳中间补气压力使得EER达到最大值,并得到两者与气体冷却器出口温度的关系式;气体冷却器出口温度上升会使系统性能下降,中间补气量和回热器过热度的增加能提升系统性能,EER提升了15.64%和6.07%,制冷量提升了27.88%和4.78%;回热器过热度的增加会导致压缩机排气温度上升,中间补气可降低压缩机排气温度,当限定压缩机排气温度时,中间补气可使回热器对EER和制冷量的优化能力分别提升了203%和173.87%;相对于基础跨临界CO_(2)系统,文章构建的优化系统在所研究工况内可使系统EER和制冷量分别提升18.38%和35.03%。

跨临界CO_2制冷(热泵)系统中毛细管研究进展

毛细管应用于CO2跨临界循环时,其内部流动不同于普通CFCs和HCFCs,针对毛细管作为跨临界CO2制冷(热泵)系统节流机构的研究进行了回顾。主要从CO2毛细管模型、实验研究、临界流以及毛细管对系统的影响4个方面详细介绍了国内外的研究进展。阐述了目前研究存在的几个问题,并探讨了这一领域内研究的发展方向。

太阳能辅助CO2热泵与制冷系统实验研究

本文设计了一种太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵空调热水系统,包括太阳能集热系统、二氧化碳热泵系统以及室内室外换热系统;针对春夏秋冬不同天气条件,可采用制热、制冷、热水、制热+热水、制冷+热水五种运行模式,实现热水和空调两大功能.利用搭建的太阳能辅助空气源跨临界CO2热泵热水与空调系统实验台,进行了水-水热泵与制冷循环系统、空气-水热泵与制冷循环系统以及太阳能辅助的热泵循环系统实验研究。结果表明:气体冷却器出口温度越低,系统的性能系数越高;蒸发温度的升高同样也会提高系统的性能系数;在冬季夜间利用太阳能集热系统作为辅助热源可有效提高蒸发温度,同时延长蓄热水箱使用时间,满足整个夜间供热需求.

强制性国家标准GB 9237《制冷系统及热泵 安全与环境要求》主要修订点及标准中几个关键问题释义

本文论述了强制性国家标准GB 9237《制冷系统与热泵安全与环境要求》修订的背景与必要性,说明了该标准与对应的国际标准ISO 5149:2014的异同点和修改依据,对新一版标准中的疑难问题进行了阐述。新版GB 9237标准为可燃性制冷剂的安全使用提供技术支持,并将减少制冷系统或制冷剂对生命、财产和环境的危害风险。

CO_2/R290制冷热泵双效系统的性能优化

介绍了CO2高温循环和R290低温循环带经济器和内部热交换器的CO2/R290复叠式制冷热泵双效循环系统,通过热力计算和分析比较得出,CO2高温循环和R290低温循环均带经济器的CO2/R290复叠式循环的性能好、耗材少、投资小。

一种新型可调涡流管膨胀的跨临界CO_(2)热泵系统性能研究

在跨临界CO_(2)热泵循环中,采用涡流管膨胀替代常规节流阀的Maurer模型可减小节流损失、提高系统性能,但存在不能自动调节的难题。通过对Maurer模型进行改进,本文提出一种新型可调涡流管膨胀的跨临界CO_(2)热泵系统,通过建立理论模型模拟分析了新型系统的性能特点,并与膨胀阀节流的常规系统和Maurer模型的性能进行了对比分析。研究结果表明:1)新型系统能实现对系统制热量与压缩机排气温度的自动控制。当蒸发温度改变时,新型系统可以通过改变电子流量调节阀开度实现对调节压缩机排气温度的控制,还可以通过改变调节压缩机频率实现对冷质量分数与涡流管热端出口温度的控制,进而调节系统制热量。新型系统保证了涡流管热端出口温度和压缩机排气温度不超过120℃警戒值的同时维持了较高的制热量,改善了系统性能。2)新型系统的性能优于常规系统和Maurer模型。通过将涡流管热端出口温度与调节压缩机排气温度控制在较高水平,新型系统能具有更高的制热量和更好的性能。当全年蒸发温度在-10~10℃间变化时,新型系统的COP和制热量较常规系统分别增大了13.1%和16.7%,较Maurer模型分别增大了2.7%和6.1%。新型系统对系统性能的改善效果会随着蒸发温度变化范围的扩大更加显著。

基于夹点的带喷射器CO_(2)热泵系统性能分析

为了研究带喷射器的跨临界CO_(2)内部过冷热泵系统(TCISE),基于夹点建立了TCISE的热力学模型,分析了冷却水进出水温度及流量对系统性能的影响。研究表明:冷却水进水温度从25℃降低到15℃时,最优高压压力从9.3 MPa降至8.8 MPa,降低了5.4%,最大COP从3.83提升至4.27,提高了11.49%;TCISE存在临界冷却水出水温度和临界冷却水质量流量,当冷却水进水温度一定时,在出水温度低于临界出水温度或质量流量高于临界质量流量时,系统COP保持不变。

CO_2跨临界水——水热泵循环系统的实验研究

在作者设计和建立的实验台上进行了CO2 跨临界水—水热泵多种工况的循环性能实验研究 ,系统运行稳定、调节方便。实验结果表明 ,系统运行时的最大制冷 (热 )系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度。CO2 跨临界循环热泵较之传统工质热泵具有较大优势 ,尤其是在高温热泵领域。

回热器对跨临界CO_2热泵系统性能的影响

为了研究跨临界CO2热泵热水系统中,回热器传热面积对系统性能的影响,在不同的制冷剂充注量条件下实验研究了CO2热泵系统的性能.实验中,通过调节变频压缩机频率与电子膨胀阀开启度,保持了一定的制热量与蒸发器出口过热度.实验结果表明:在最佳制冷剂充注量条件下,随着回热器传热面积的增加,压缩机的压缩比下降,排气温度与吸气温度上升.采用回热器可以提高系统的最大制热系数,当回热器的无量纲传热面积为0.2时,可使最大制热系数提高约3.2%～5.1%.

CO_2跨临界循环特性对热泵干燥系统的影响

对CO2跨临界循环的超临界放热特性和运行规律进行了分析,根据这些特性,对其应用于干燥热泵系统进行了探讨,并对蒸发温度、过热度及气体冷却器出口温度对系统除湿率的影响做出分析。研究表明CO2跨临界循环放热段存在大的温度滑移,气体冷却器出口温度低有利于系统运行,这些特点非常适合干燥系统,而且干燥系统除湿率也受到这些特性的影响,系统存在最优运行压力和最佳的蒸发温度与气体冷却器出口温度组合。

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。

高效换热的CO_2水源热泵系统的实验研究

为进一步提高跨临界CO2水源热泵系统的效率，对原有试验台进行改造，建立新的CO2水源热泵系统。新的水源热泵实验台采用新型套管式蒸发器和气体冷却器。在实验中考虑气体冷却器进水温度分别为15、20、25℃3种工况，对CO2水源热泵提供温度为45～70℃热水时系统的性能进行分析。结果发现，采用新型换热器可使热泵系统效率提高。气体冷却器进水温度越低，热泵系统的制热效率越高。降低冷却器出口工质的温度有助于提高系统的制热效率。相同的进出水温度下存在较优的蒸发温度。制取的热水温度越高，热水的质量流量越低。

跨临界CO_2热泵系统最优排气压力的极值搜索控制

ESC控制策略可以自动搜索性能指标最佳时系统所对应未知的或缓慢变化的系统输入,实际为一种基于梯度信号调制解调的动态搜索方法。本文针对空气源跨临界CO_2热泵热水器系统,选取压缩机排气压力设定值作为ESC控制器的输入,采用COP作为系统性能的输出指标,即极值搜索控制的反馈信号。通过搭建空气源跨临界CO_2热泵热水器的动态模型仿真平台,针对恒定工况,变环境温度条件和实时温度条件分别进行了模拟仿真。仿真结果表明,ESC可以搜索恒定或者系统边界变化时最佳的系统输入值,ESC控制的最优排气压力稳态误差在1.0%以内,与基于模型的控制结果相比,最优排气压力的控制偏差也在5%以内,验证了ESC控制策略的可行性和准确性。

CO_2热泵热水器的系统设计及试验研究

设计搭建了蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试试验台,在制冷剂充注量1.23kg时,通过调节膨胀阀的开度和控制气冷器的水流量来研究系统性能。结果表明:该机组能在较高COP(3.2)下制得65℃的热水,并可以在COP不低于2.0情况下制取80℃的热水;气冷器水流量对系统的COP、出水温度以及系统的排气压力影响最大;高效的换热器可以在压缩机排气温度一样的情况下提高出水温度,使系统在制取高温水时有更高的COP。

一种基于余热回收的CO_2污水源热泵系统设计与性能研究

CO2属于环境友好型制冷剂,其跨临界循环非常适用于热泵系统。通过对自然工质物性和CO2污水源热泵专用活塞压缩机不可逆损失的研究,构建了带节流阀和带膨胀机的2种单级CO2污水源热泵系统数学模型,开发了一套CO2单级热泵循环性能分析平台。该项目拟设计一种高效稳定的CO2污水源热泵系统,实现城市污水低温余热的回收再利用,既符合社会可持续发展的要求,同时也是节能减排的重要组成部分。

CO_2跨临界水—水热泵供热系统应用理论探讨

运用当量温度概念对CO2 跨临界水 -水热泵供热系统进行了研究 ,指出根据实际情况选择气体冷却器的出口温度和压缩机的出口压力能提高系统的运行效率 ,并对供热过程中采用能量梯级利用进行了研究 。

太阳能辅助CO_2热泵供热系统的试验与优化研究

提出一种用于住宅采暖和全年提供生活热水的太阳能辅助CO2热泵供热系统,并将该系统运用于上海地区一座90 m2的示范住宅。其中,真空管集热器阵列的面积为40 m2,CO2热泵压缩机的额定功率为2 k W。通过冬季试验对系统进行性能测试。并在此基础上,运用TRNSYS软件建立系统模型,对包括蓄热水箱容积和工作水箱容积等系统的结构参数进行优化分析。结果表明:在环境温度为4.8℃、机组进出口水温37.9℃和48.6℃的实验工况下,CO2热泵机组的COP可达2.63,CO2热泵单独供热模式的系统性能系数COPS可达2.24;在该文实验工况下,太阳能采暖模式的系统性能系数COPS为14.53;当蓄热水箱和工作水箱的容积分别为0.9 m3和0.7 m3时,系统在整个采暖季的耗电量最小且太阳能的保证率达到65.7%。

CO_(2)跨临界高温热泵干燥系统优化设计

干燥工艺在工、农业生产中被广泛使用但耗能巨大,通过CO_(2)热泵干燥技术有望降低其能耗并减缓环境问题。文中在CO_(2)跨临界基本热泵干燥系统的基础上,提出CO_(2)跨临界复叠式热泵干燥系统和CO_(2)跨临界双级压缩并联加热热泵干燥系统。并且通过建立热力学模型将其最优性能系数C_(OPh)和单位能耗除湿率R_(SME)与R134a双循环热泵干燥系统进行了比较。研究发现,它们相较于CO_(2)基础系统性能均有提升,尤其是双级并联加热系统,其C_(OPh)与R_(SME)均超过R134a系统。进一步的分析显示,增加蒸发温度、降低气冷器出口温度对CO_(2)跨临界热泵干燥系统的性能提升起到了关键作用。此外,文中也探究了补气系数和干燥出风温度对CO_(2)跨临界热泵干燥系统的影响。研究结果表明:经过优化改进的CO_(2)跨临界热泵干燥在高效节能方面表现出色,展现了替代R134a热泵干燥系统的潜力,同时也为解决干燥工艺高能耗的问题提供了创新性和可行性的解决途径。

CO_2跨临界热泵双级加热热水系统运行参数分析与比较

对单级加热与双级加热两种形式的CO2跨临界循环热泵热水系统进行分析对比,并对CO2跨临界循环热泵双级加热热水系统进行了运行参数的分析.发现双级加热系统有不同于单级加热系统的规律,前者更为灵活,通过增加预热器,还可适当地提高能效比.在实际应用中应根椐使用要求采用不同的热水循环系统和运行参数,使系统达到最佳状态.