基于余热回收的燃气热泵系统高温制热特性

燃气热泵(GHP)是一种先进的低碳节能清洁供暖技术.针对当前GHP技术研究中普遍使用的R134a冷媒制热环境温度下限偏高及活塞式压缩机能效偏低等局限,本文创新性地搭建了基于使用R410A冷媒涡旋式压缩机的高能效GHP实验平台,在实验台上进行了不同出水温度(tw,out)、发动机转速(Neng)、进水流量(Gw)及是否余热回收下的高温制热特性研究,得到了制热量(Qh)、耗气功率(Pgas)、压机功率(Pcomp)、一次能源利用率(PER)及性能系数(COP)的变化规律,并对关键性能参数进行了误差分析.结果表明,tw,out由41℃增至50℃时,Qh、PER和COP分别减小了3.12％、13.17％和18.92％,PER下降的幅度明显小于COP;Neng从1200r/min增至1800r/min时,在50℃出水下Qh、Pgas与Pcomp分别增加了51.03％、43.98％和55.37％,PER因受到发动机有效热效率升高的影响而增加了4.90％;Gw从5.8m3/h增至11.5m3/h时,系统各性能参数随Gw变化不敏感;系统考虑余热回收后,Qh、PER与COP均显著增加,在Neng为1200r/min且41℃出水下分别增加了31.18％、36.06％与31.54％,系统余热回收量占总制热量和发动机总余热量的比例分别为17.48％～24.54％和44.16％～63.39％.由误差分析可得Qh、Pgas和PER的误差分别为3.29％、1.00％和3.44％,表明了系统测试结果具有较高的准确度.