阵列低环温空气源热泵外流场模拟研究

建立了无墙面阻碍和有墙面阻碍情况下低环境温度空气源热泵六列四行的阵列物理模型,对以261.15 K为名义工况下的空气源热泵外环境流场进行三维数值模拟。对比研究不同水平风速下蒸发器换热面入口空气温度和换热量,分析冷风回流现象对低环温空气源热泵传热性能的影响,指出最恶劣工况机组的位置。环境风存在阻碍风机出口冷空气的扩散,使风机出口偏转角增大,导致冷空气在风机上部堆积,阵列内部以及背风侧的机组冷风回流现象更加明显。结果表明:当机组横向间距为0.6 m时,水平风速分别从0 m/s增至5 m/s,阵列机组最低入口空气温度比环境温度低2.44~3.69 K,平均换热量下降1%~6.2%,平均入口空气温度比环境温度低0.78~1.57 K;当机组距墙间距为0.6 m时,水平风速分别从0 m/s增至5 m/s,阵列机组最低入口空气温度比环境温度低3.51~4.14 K,平均换热量下降5.9%~11.5%,平均入口空气温度比环境温度低1.29~1.98 K。在此基础上对不同横向间距、不同距墙间距下阵列空气源热泵进行模拟,结果表明:增大横向间距或距墙间距均能改善阵列低环温空气源热泵机组的换热。当横向间距增至1.2 m,阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的96.5%以上;距墙间距增至1.2 m,阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的91.3%以上。横向间距或距墙间距为1.2 m为较好安装间距。

地域与建筑类型对低环温空气源热泵减碳量定量评估的影响分析

针对低温空气源热泵减碳量定量评估方法缺失的问题,基于DeST与GB 55015—2021的规定得出该类机组的标准化年使用条件,并采用哈尔滨实测气象数据进行了验证。依据T/CECA-G 0164—2022的规定,提出了低温空气源热泵减碳量的评估方法。通过实验室的测试数据及自行编制的计算软件对2台样机进行了减碳量评估,结果表明:在不同建筑类型应用时,低环温空气源热泵减碳量差距最大为74%;不同城市的减碳量差距最大为28%;寒假的设置对学校建筑减碳量的影响为24%。研究结果对低温空气源热泵的应用具有参考价值。

供暖水温对低温空气源热泵制热性能影响的实验研究

为研究在低环境温度(-25℃)下不同供暖水温对低温空气源热泵(ASHP)的制热性能的影响,研制一种新型全尺寸双系统空气源热泵样机,该样机可用作工业化的商业产品,并采用液体载冷剂(LSR)法计算制热量。实验结果表明:在-25℃环境温度下,供暖水温从41~55℃时,样机的制热量由29.57 kW降至19.71 kW,降低了33.33%,消耗功率从19.20 kW增至23.36 kW,增长了21.69%,制热性能系数从1.54降至0.84,降低了45.45%。该研究可为空气源热泵在低温环境下的应用提供参考。

低环温空气源热泵外流场模拟及换热性能影响分析

空气源热泵作为一种高效、节能装置,具有广泛的应用前景和市场价值。建立了低环境温度空气源热泵物理模型,对1×1机组、3×4阵列以及4×6阵列低环温空气源热泵外流场进行三维数值模拟,分析水平风速、机组布置、墙面阻碍等因素对机组平均入口空气温度和机组换热性能的影响。结果表明,水平风速越大,机组布置数目越多,有墙面阻碍下的低环温空气源热泵机组平均入口空气温度越低。当水平风速增大到5m/s,无墙面阻碍下1×1机组、3×4阵列以及4×6阵列平均入口空气温度与环境温差分别为0.92℃、1.16℃和1.57℃;有墙面阻碍下温差分别为0.92℃、1.4℃和1.98℃。对于单一机组热泵,水平风速越大,机组换热量越大。对于阵列机组,水平风速越大,机组平均换热量出现先增大后下降的趋势。特别的当水平风速大于2.5m/s后,背风侧阵列机组入口空气温度降低,阵列机组平均换热量开始下降,有墙面阻碍下24台机组平均换热量为原来机组换热量的91.9%。阵列机组布置时,应增大机组距墙间距,减小墙面对风机出口冷空气扩散的阻碍。进行具体定量分析对实际工程和系统研究具有重要意义。

缓冲水箱容量对低环境温度空气源热泵机组性能的影响

在空气源热泵机组性能检测实验室,对2205、3675 kW空气源热泵分别采用直供形式、增设100 L缓冲水箱、增设150 L缓冲水箱的性能进行了实验,探究了增设不同容量缓冲水箱及不同运行模式对热水型空气源热泵运行性能的影响。结果表明:在-6℃环境温度工况下,3675 kW机组增设100、150 L缓冲水箱较直供形式,制热量分别下降9.6%、10.2%,COP分别下降9.5%、9.9%;2205 kW机组增设100 L缓冲水箱后制热量下降6.3%,COP下降7.0%。较连续运行模式,间歇运行模式2在直供、增设100 L水箱、增设150 L水箱3种情况下,机组制热量分别提升2.5%、4.5%、5.0%,COP分别提升1.8%、3.7%、4.5%。

低环境温度空气源热泵(冷水)机组制热季节性能系数和制冷季节能效比测试优化分析

分析GB/T 25127.2—2020《低环境温度空气源热泵(冷水)机组第2部分:户用及类似用途的热泵(冷水)机组》中HSPF和SEER的试验过程及其测试优化,为相关技术人员理解和执行该标准提供参考。

基于变容积比三缸双级压缩补气增焓技术的家用空气源热泵制热性能分析

在低环境温度工况下,传统空气源热泵存在制热量不足、制热性能系数(COP)低等问题,这导致其热舒适性差和运行经济性差,阻碍了空气源热泵技术在北方寒冷地区的应用。本文将变容积比三缸双级压缩补气增焓技术应用于家用空气源热泵,研究结果表明:该热泵的低温运行工况可低至-35℃;-15℃制热工况的COP可达到1.92;-30℃制热工况下,热泵出风口温度可达47℃。

低环温空气源热泵技术研究新进展

空气源热泵以其高效节能、安全环保、使用方便等特点在我国长江流域及以南地区广泛应用,但其在我国北方寒冷地区的推广应用却困难重重。主要是因为在低环境温度下,空气源热泵系统面临着制热能力和制热系数急剧下降、压缩机启动困难、排气温度过高,以及蒸发器频繁结霜等问题。针对这些问题,国内外研究人员对低温空气源热泵技术进行了大量研究。围绕低环温空气源热泵系统、蒸发器除霜技术等方面对现有的研究成果进行总结分析,分析结果对空气源热泵系统在低环温地区的进一步推广应用具有一定的指导意义。

双缸滚动转子式压缩机采暖热泵低温制热性能

对双缸滚动转子式压缩机采暖热泵在环境温度(Tod)为-30~0℃,出水温度(Two)为41~50℃范围内的制热进行测试。研究表明:外界环境温度对排气温度、蒸发温度影响很大,对冷凝温度影响很小;热水出水温度对冷凝温度影响很大,对排气温度、蒸发温度影响很小。随着外界环境温度的降低,采暖热泵的制热量急剧下降,当Two=41℃时,Tod从0℃下降到-30℃,制热量的降幅达62.16%;随着出水温度的升高,采暖热泵的制热量下降缓慢,当Tod=0℃时,Two从41℃上升到45℃,制热量降幅仅为5.61%;外界环境温度对COPh值的影响也显著,当Two=41℃时,Tod从0℃下降到-30℃,COPh值从2.94下降到1.38,降幅达53.06%。双缸滚动转子式压缩机采暖热泵应用于-30~0℃的低温工况下,具有良好的实用价值。

小型低温空气源热泵用转子和涡旋压缩机对比

空气源热泵是一种利用高位能使能量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。阐述了小型低环境温度空气源热泵(输入功率在1～4 kW,工作环境温度可达-20℃)的概念和用能效率评定方式。介绍了适用于小型低环境温度空气源热泵的两种全封闭压缩机:转子压缩机和涡旋压缩机。对比了两类压缩机的压缩原理;通过技术分析和产品调研,对两类压缩机的基本特性、喷气增焓和喷液增焓技术、变频技术和适用工况等方面进行了分析,并对其变压比特性进行阐述;对其制造工艺进行比较。得出了两种压缩机的适用性对比。

提高空气源热泵低温性能的实验研究

针对空气源热泵低温性能欠佳的原因,对原型机进行了改进,增加了旁通毛细管和换热器两个部分,通过实验测试,对比了改造前后系统的制热量、能效比以及吸排气压力,结果表明空气源热泵的低温性能有了一定的提高。

低环境温度空气源热泵机组性能试验分析

在低环境温度工况下,分别对定频、普通变频空气源垫泵机组以及带有补气增焓功能的变频空气源热泵机组的性能进行试验。结果表明:变频空气源热泵机组的IPLV明显优于定频空气源热泵机组,且带有补气增焓功能的变频空气源热泵机组在环境温度低于-20℃时比定频、普通变频空气源热泵机组的制热量衰减小,制热效果较优。

低环境温度空气源热泵能效标准分析

京津冀地区大气污染问题突出,为实现治理雾霾和节能减排目标,京津冀开始无煤化行动。低环境温度空气源热泵经过十多年的研究和试制,已经取得成功,并在京津冀等地规模应用。本文重点研究低环境温度空气源热泵名义工况下COP和综合部分负荷值,即IPLV(H);并通过具体算例,利用热力学完善度分析相关标准下的IPLV(H),可供今后制定有关标准参考。

轨道交通车辆低环境温度空气源热泵用制冷剂的性能比较

为了研究适用于轨道交通车辆低环境温度空气源热泵机组的制冷剂,从制冷剂基本物性、理论循环性能系数、传热性能、排气温度和压力、设备尺寸等方面对R22,R407C,R410A,R32和R134a五种制冷剂进行比较分析,结果表明,在北方寒冷地区轨道交通车辆采用低环境温度空气源热泵供冷/供热时,比较适合的制冷剂为R407C和R410A,若选用R410A,要注意采用高承压能力的管道和设备。

低温名义工况湿球温度偏差对低环境温度空气源热泵(冷水)机组制热量测试结果一致性的影响

利用CNAS-GL02:2014标准中En值方法,分析低环境温度名义工况湿球温度偏差对低温空气源热泵(冷水)机组制热量测试结果一致性的影响程度,以此探讨标准试验工况偏差范围制定依据。

超低环温空气源热泵在高寒地区建筑供暖中的应用

传统空气源热泵受环境温度的影响较大,在低温寒冷地区,其制热量和效率会随环境温度的降低下降很快,甚至无法启动。中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所研发出超低环温空气源热泵,在-30℃环境下,热水进出水温度40℃/45℃,机组制热能效比大于2,为严寒地区铁路沿线建筑冬季供暖问题提供了新的可选方式。

空气源冷热水热泵系统低温启动特性试验研究

对采用变频压缩机的空气源冷热水热泵系统在低环境温度下的启动性能进行了试验研究。结果表明:在低环境温度下长期放置的热泵机组重新启动时存在抽真空现象,导致系统因低压保护而启动失败;可通过控制压缩机启动初始频率及节流元件的初始开度达到热泵机组在低环境温度下顺利启动的目的。

低环境温度空气源热泵机组在北方某高校公共浴室中的应用

对低环境温度空气源热泵机组的工作原理进行分析,并以南开大学浴园热水系统改造工程为例,阐述空气源热泵机组的选型方法、系统改造、系统控制及系统运行,最后对低环境温度空气源热泵机组运行数据进行分析。结果表明,机组在4—10月份能效比高于3.2,冬季能效比低于3.0,与传统燃气热水锅炉相比,具有较高的经济效益和环保效益。

户式空气源热泵供暖系统不同末端形式分析

选取北京农村地区2016年改造为户式空气源热泵供暖的9户典型案例进行了为期60d的性能测试。9户典型案例中,末端形式有旧散热器、新散热器、地板辐射盘管。测试期间各案例的室内日平均温度为16.0~22.1℃,系统平均COP为2.05~2.79。利用测试数据,对比了采用不同末端形式的典型案例的经济性。结果发现,末端形式为旧散热器、新散热器、地板辐射盘管用户的费用年值分别为24.17,21.11,17.00元/m2。

R32经济器系统涡旋压缩机中间补气参数的分析与优化

为了优化带经济器的R32空气源热泵系统的制热性能,结合涡旋压缩机的结构以及实际运行特点,本文利用MATLAB建立了系统的数学模型,并通过实验数据验证了仿真结果,研究了在不同环境温度下系统的补气压力、准一级压缩内容积比对相对喷气量的影响。研究结果表明:经济器系统较普通热泵系统,更适宜在环境温度低于-10℃的工况下运行;R32经济器热泵系统制热模式的最佳结构和运行参数为:系统的准一级压缩内容积比为1.1时,压缩机的相对喷气量值最大;当环境温度低于-10℃时,最佳相对喷气量宜取为0.22~0.33;当环境温度为-10~-5℃时,最佳相对喷气量宜取0.20~0.22;当环境温度高于-5℃时,则宜为0.18~0.20。相应的最佳相对喷气压力在0.85~1.31之间,处在最佳补气参数范围内,经济器热泵系统的优势越明显。