风冷热泵用新型干式蒸发器的实验研究

针对传统折流板管壳干式蒸发器存在换热性能不佳和阻力大的问题,基于非对称空间传热理念,提出一种新型顺紊流自支撑型干式蒸发器,并将其装配在风冷热泵上进行实验测试研究。测试结果表明:风冷热泵的制冷量为52.33k W,制冷性能系数为2.47,制热量为63.32 k W,制热性能系数为3.0。实验对比配置传统折流板管壳干式蒸发器的同型号风冷热泵,其干式蒸发器的换热面积减少33.3%,制冷性能系数提高6.0%,制热性能系数提高15.8%,制冷剂充注量减少7.1%。

基于准二级压缩空气源热泵热水器的热力性能实验研究

对带中间经济器的准二级压缩低温空气源热泵热水器(HPWT)在不同外界环境温度下的换热性能和制热效果进行实验研究。研究了不同外界环境温度对HPWT的排气温度、回气温度、制热量、消耗功率及制热性能系数(COP)等主要参数的影响。研究表明:随着外界环境温度的降低,HPWT的制热量、能效比依次逐渐降低,在20℃到-15℃的外界环境温度,其制热量下降了64%,COP值下降了54%;加热400 L的冷水到55℃,所需时间差高达3倍之多。在外界环境温度为-15℃时,HPWT的COP值为1.80,较之直接用电制备生活热水,节能效果显著。实验研究对热泵热水器的实际应用具有一定的参考价值。

基于全年综合能效评定方法的空气源热泵热水系统性能测试研究

为研究空气源热泵热水系统的实际运行能耗情况,基于空气源热泵热水系统全年综合能效评定方法,对上海地区某酒店客房采用空气源热泵作为热源的生活热水系统的制热量、用电量、能效比(COP)等重要参数进行全年实测和分析。测试结果表明:空气源热泵的全年综合能效比(SEER)为3.92,与名义工况下能效比(COP)4.4相差较大,差值约为10.9%。整个热水系统的SEER除了受到空气源热泵自身性能的影响,还受到系统的选型、控制策略等因素影响。基于全年综合运行工况,对空气源热泵以及整个热水系统的实际能效比进行分析和评价,具有一定的参考和实际应用价值。

蒸发式冷凝器传热传质数值模拟研究

采用VOF法,建立二维水蒸气传热传质顺流和逆流的计算模型,计算所得的平均液膜厚度模拟值比实验测量值大3.03%~6.90%,比Nusselt理论的预测值大8.33%~10.34%,在合理的误差范围,说明该模型切实可行。运用该模型计算并分析水与空气顺流和逆流过程中,液态水的流动分布、空气与水流速度分布以及空气中水蒸气的质量含量分布情况,结果表明:在气–液两相逆流过程的气–液界面的总传热量中,潜热传热量所占比值在90%以上,比气–液两相顺流时高,在气–液相界面处是以水蒸发传质引起的潜热换热为主、温差引起的显热传热为辅的换热形式,逆流比顺流更有利于传热。

双回路逆流干式蒸发器设计及实验验证

基于非对称空间传热理念,设计了一种新型双回路逆流干式蒸发器,并将其安装在空气源热泵机组上进行实验测试。理论计算和测试结果表明:制冷工况下,干式蒸发器总表面传热系数的理论计算值为1 709.4W/(m^2·K),实测值为1 938.1W/(m^2·K),后者比前者大11.8%;制热工况下,干式蒸发器总表面传热系数的理论计算值为1 834.9 W/(m^2·K),实测值为2 226.4 W/(m^2·K),后者比前者大17.5%。对误差原因进行了分析,结果显示:实际测试时壳程流速增大;蒸发器内换热管的污垢热阻很小。

螺旋扁管干式蒸发器的传热性能

对螺旋扁管干式蒸发器(TDE)和常规折流板干式蒸发器(BDE)的传热性能进行实验研究。研究了蒸发温度(Te)、冷凝温度(Tc)、管外壳程流体Reynolds数(Reo)和热通量(qi)对传热性能的影响。研究表明,随着Te、Reo和qi的增大,TDE和BDE的传热性能均提高。随着Tc的增大,TDE和BDE的传热性能降低。对装配TDE和BDE的风冷热泵分别进行了测试,测试表明,在相同制冷工况下,TDE的总传热系数比BDE提高了36.3%,风冷热泵的制冷性能系数(COP)相应地提高了6.0%;在相同制热工况下,TDE的总传热系数比BDE提高了41.7%,风冷热泵的制热COP值相应地提高了15.8%;说明TDE可应用于风冷热泵,且其性能优于BDE。