补气增焓准二级压缩空气源热泵理论最佳除霜量研究

为解决能源浪费的问题,通过引入相关结霜模型进行理论分析,结合实验数据得出“理论最佳除霜量”的半经验公式。为验证该公式有效性,针对某厂家的补气增焓准二级压缩空气源热泵进行不同工况下:空气相对湿度65%、70%、80%,对应的空气干球温度-4~4℃的温度区间的实验测试。通过测试不同状态下的实际除霜量与“理论最佳除霜量”的半经验公式计算的理论除霜量进行比较,发现两者相对误差较小,保持在±10%以内,该公式对霜层后期的预测值较为准确,可作为设计补气增焓准二级压缩能够空气源热泵融霜时间控制的基准。

具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明:后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。

基于霜层测量的空气源热泵除霜技术研究进展

空气源热泵的高效除霜是技术难题,准确测量霜层厚度可为除霜控制提供最可靠依据。总结和分析了现有基于霜层测量的除霜技术手段,包括数字千分尺、游标尺、扫描探针显微镜、激光测厚、中子射线、光电转换、传感器、图像处理、声学信号和人工智能等,对其各自优势及局限性进行了比较分析,为今后空气源热泵基于霜层测量的除霜控制研究提供参考。

浅析结霜对空气源热泵性能的影响

根据空气源热泵供暖实际工程运行数据分析了结霜对空气源热泵性能的影响。结果表明:空气源热泵用于供暖可提高能源利用效率;同时,结霜引起机组制热量衰减是空气源热泵运行期间无法避免的问题,正常结霜过程中制热量衰减率为10%~23%,而在非正常结霜过程中导致翅片换热器结冰的情况下制热量有较大的衰减,衰减率高达45%,这将造成能源利用效率降低,需要消耗更多电能弥补空气源热泵制热量的衰减。

基于改进BP神经网络的风冷热泵除霜智能控制方法研究

当前的智能除霜过程没有考虑机组本身对除霜的影响,造成以BP神经网络为主的控制方法能耗高,效率低。该文提出改进BP神经网络控制风冷热泵除霜控制方法。结合质量守恒定理,明确风冷热泵中湿空气和风机翅片管热器间的换热关系,通过计算控制单元进口和出口处含湿量差值得到风冷热泵的结霜量;使用北方苍鹰优化算法改进BP神经网络,将空气侧换热器结霜相关参数和机组系统对结霜的影响参数作为网络输入,基于结霜量输出换热器除霜开始时间和加热结束时间,实现风冷热泵除霜智能控制。实验结果表明,所提控制方法可在170 s以内解除冻霜,并将结霜过程中的运行压力波动维持在0.3 MPa,降低能源消耗的同时加快了除霜效率,确保空调设备能高性能平稳运行。

空气源热泵集中供暖系统调节理论分析

空气源热泵已广泛应用于华北等地区的集中供暖,但目前鲜有关于其调节方式的研究。为了提升空气源热泵的节能效果,本文建立空气源热泵集中供暖系统的数学模型,该模型考虑结除霜损失和启停损失,基于该模型提出3种适合于空气源热泵的调节方式,应用该模型对北京等7个城市的集中供暖系统进行研究。结果表明,结除霜损失修正和启停损失修正均对机组的耗电量及季节性能系数(SCOP)产生重要影响:结除霜损失修正使机组的耗电量增大3.85%~17.41%,SCOP降低3.72%~14.83%,启停损失修正的影响会随着供暖面积的增大逐渐降低;采用不同调节方式时,机组的耗电量变化不大,水泵节能80.97%~86.46%,系统节能8.47%~11.87%。

换热器溶液除霜技术的研究进展

综述了溶液再生方法、技术的研究现状和最新突破,并评估了溶液除霜技术的发展方向。通过已有研究总结了影响溶液喷淋和溶液再生的因素,结果表明,溶液喷淋的单位迎风面积最佳抑霜风速为0.13~0.16 m/s。总结分析了溶液浓度对除霜效率的影响,得出当溶液质量分数为31%~65%时,溶液除霜可满足除霜要求,并在溶液质量分数为50%时,溶液除霜的效率最高。最后分析了溶液除霜的优点和不足,指出溶液除霜可作为常态化辅助减霜和抑霜手段,构建绿色除霜环境,或基于溶液除霜构建近零结霜空气源热泵系统。

空气源热泵抑霜除霜技术分析

结霜是降低空气源热泵冬季制热能力的主要因素之一,目前解决结霜问题的主要技术路线是抑霜和高效率除霜。本文通过总结国内外学者对空气源热泵抑霜除霜技术的研究工作,分析目前抑霜和除霜技术的优缺点及其适用性。研究显示:改变蒸发器进口空气参数以及改变蒸发器结构等都能够起到抑霜的作用,无能耗或仅带来较小的能耗;电热除霜以额外消耗电能为代价,在冰箱中应用较多;逆循环除霜和热气旁通除霜是目前常用的除霜方式,但只适用于小型制冷、热泵装置;蓄能除霜尚处于试验和模拟阶段;未来需要开发一种能量损失更小、持续制热且不停机的新型除霜方式。

空气源热泵除霜问题研究现状与展望

从除霜方式和除霜系统优化、霜层形成机理、抑制结霜技术与结霜/除霜工况下机组的动态特性等4个方面对空气源热泵除霜问题的研究现状进行了评述,提出存在的问题并展望了今后研究的发展。

空气源热泵在北京地区全工况运行的关键问题及应对策略

针对空气源热泵全工况运行所面临的结霜、除霜、低温运行、脏堵等关键问题,结合北京地区的实际工程案例,揭示了机组实际运行特性和供热(冷)特性劣化程度,分析了机组在供暖季与供冷季的整体运行性能。提出了高效抑霜、控霜、低温运行及脏堵诊断技术等相应解决对策,以期促进空气源热泵在北京地区实现全工况高效节能运行。

空气源热泵除霜问题的研究现状及进展

对空气源热泵除霜相关问题的研究现状进行分析总结。主要介绍了空气源热泵逆循环除霜的除霜原理,并从实验和模型模拟两方面分析了当前空气源热泵除霜的性能研究。最后从室外环境参数、空气源热泵结构、室外换热器结构参数和表面特性3个方面介绍了空气源热泵延缓结霜的研究现状,并介绍了当前对除霜性能改进的常用方法。为空气源热泵除霜问题的进一步研究和应用提供了参考。

广义空气源热泵制热/除霜周期的性能模型

常规空气源热泵和无霜空气源热泵可以统称为广义空气源热泵。本文分析了广义空气源热泵在制热/除霜(再生)过程的物理特征和能耗特点,并应用热力学原理建立了描述一个制热/除霜(再生)周期的热泵性能评价模型,推导出描述制热/除霜(再生)周期内的系统能效比COPs的通用表达式,据此分析不同类型空气源热泵存在性能差异的根本原因和性能优化方向。该模型为无霜空气源热泵技术路线的选择提供了一定的理论支持,同时可为各类空气源热泵的季节性能评价和适用性评判提供新的视角和基础工具。

不同除霜周期对空气源热泵运行性能影响的实测研究

为探究不同除霜周期对空气源热泵运行性能的影响,并寻求不同结霜工况下的最佳除霜周期,针对北京地区4种不同结霜工况,分别采用5种不同除霜周期对机组进行实测研究。实测研究在环境温度-2.1～5.6℃(平均1.8℃)、相对湿度48%～88%(平均68%)、回水温度设定值40℃的运行工况下进行,结果表明:在同一结霜工况下,机组存在最佳除霜周期,在不同结霜工况下,机组的最佳除霜周期会发生变化;采用最佳除霜周期控霜时,名义结除霜损失系数为24%～36%,名义有效供热系数可达0.69～0.78,平均性能系数保持在2.06～2.30,机组运行性能显著优于其他除霜控制周期。

热泵型空调器结霜除霜的判定

通过对热泵型空调器制热时结霜特性进行分析 ,提出了较为合理的判定结霜的准则 ,并总结出准则的数学表达式 ,为空调器除霜设计提供了理论依据。

空气源热泵除霜研究

从空气源热泵霜层形成过程与抑制结霜技术、除霜方法和除霜自动控制技术等4个方面对空气源热泵除霜问题的研究现状进行了介绍。

空气源热泵除霜控制方法研究现状及展望

空气源热泵在除霜过程中“误除霜”故障时有发生,“有霜不除”会导致机组制热能力和性能下降,“无霜除霜”会导致系统供热量损失,因此空气源热泵在除霜时最佳除霜起止点的判定尤为重要。除霜控制是通过选择恰当的除霜切入点和结束点,使除霜周期内空气源热泵系统稳定性好、节能以及能保证室内的热舒适。本文通过总结国内外学者对除霜控制方法的研究,分析了直接测量霜层厚度、间接监测结霜程度以及通过智能算法输出除霜起止条件三种除霜控制方法的局限性,分别从人工智能除霜控制方法的研究,抑霜技术与除霜控制方法的结合,除霜控制方法的评价体系等方面对今后的研究方向作出展望。

双级复叠式空气源热泵冷热水机组的应用研究

提出了一种复叠热泵机组,以解决常规空气源热泵冷热水机组在寒冷地区冬季使用压缩比高、效率低等问题。该机组通过电磁阀可以在单级与复叠循环间切换;讨论了系统从单级转向复叠循环的切换点,计算结果表明,该机组在冬季较低的室外环境温度下能节能运行。

翅片表面涂层对结化霜除灰特性的影响

为了解决空调换热器长时间运行后性能下降的问题,需要及时清除换热器翅片上沉积的粉尘。本文提出采用空调换热器自身的结化霜过程来实现除灰,并实验研究了不同翅片表面涂层对结化霜除灰效果的影响。为了对比不同翅片表面涂层的除灰效果,采用4种实验样件,包括空调换热器常用的无涂层铝片和无涂层铜片,以及通过微纳结构自组装方法制备的具有不同表面润湿性的带亲水涂层铜片和带疏水涂层铜片。通过搭建可视化实验台观测了不同样件表面的结化霜除灰过程,对比了不同样件的除灰速率与残留灰量。实验结霜工况为:样件表面温度-10℃,结霜时间1 h,环境温度27℃,相对湿度50%;化霜工况下样件表面温度为5℃。实验结果表明:带有疏水涂层的铜片在结化霜过程中的除灰效果最好,疏水样件上残留粉尘的质量仅是无涂层铝片上残留粉尘质量的1.9%,是无涂层铜片上残留粉尘质量的2.0%,是亲水铜片上残留粉尘质量的5.9%。

空气源热泵结霜除霜损失系数的计算

在总结和分析空气源热泵结霜特性及其对热泵性能影响的研究成果的基础上 ,提出了结霜量指标和相对结霜量概念。统计分析了我国空气源热泵适用地区的气候特点 ,得出了相应地区不同使用情况下的平均结霜除霜损失系数 ,推荐作为设计参考依据。

空气源热泵溶液除霜及冷冻再生技术研究

针对空气源热泵结霜/除霜导致机组制热性能衰减及可靠性低等问题,提出了一种基于溶液除霜和溶液冷冻再生的空气源热泵系统。基于溶液化学势理论,分析了溶液除霜和溶液冷冻再生的机理,设计了空气源热泵溶液除霜及冷冻再生系统,确定了除霜溶液的种类及应用浓度范围,并搭建了实验台。实验测试结果表明:在一个结霜/除霜周期内,溶液除霜及冷冻再生方式的平均制热性能系数及制热量较常规逆循环除霜方式分别提高了11.3%和16.5%,并能实现机组连续制热。