本文翻譯與整理來源為韓國高麗 大學(xué)Jae Hwan Ahn等人發(fā)表于期刊Applied Energy的文章“Heating performance characteristics of a dual source heatpump using air and waste heat in electric vehicles”，報(bào)道了通過臺(tái)架試驗(yàn)深度分析與研究單空氣源熱 泵、
本文翻譯與整理來源為韓國高麗 大學(xué)Jae Hwan Ahn等人發(fā)表于期刊Applied Energy的文章“Heating performance characteristics of a dual source heatpump using air and waste heat in electric vehicles”，報(bào)道了通過臺(tái)架試驗(yàn)深度分析與研究單空氣源熱 泵、單廢熱源熱泵（水源）、和雙源熱泵的不同影響因素（室外溫度、空氣流速、廢熱功率、冷卻液流量）對(duì)制熱量、能效比等參數(shù)的量化影響。研究搭建的熱泵試驗(yàn)臺(tái)架主要參數(shù)如下表1所示，熱泵臺(tái)架如圖1（a）~1（c）：
表 1 熱泵試驗(yàn)臺(tái)架主要參數(shù)
圖 1 （ a ） 空氣源單一熱泵系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架
圖 1 （ b ） 廢熱源單一熱泵系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架
圖1（c） 雙源熱泵系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架表2為各個(gè)熱泵系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)工況的主要參數(shù)。從表2中可以看出，室內(nèi)空氣條件是固定的干球溫度20℃、濕球溫度15℃、空氣流量7.0m3/min。對(duì)于單一空氣源熱泵系統(tǒng)的臺(tái)架測(cè)試室外溫度條件涵蓋-10℃至7℃，風(fēng)速范圍為0.5至4.5m/s，最大風(fēng)速超過4.5 m/s之后再增大風(fēng)速對(duì)于制熱能力的影響幾乎可以忽略不計(jì)。對(duì)于單一廢熱源熱泵系統(tǒng)的測(cè)試工況的廢熱功率包含1.0kW至2.5kW，冷卻液流速從0.0015至0.012 m3 /min。這個(gè)廢熱功率（余熱）基本涵蓋了當(dāng)前電動(dòng)汽車行駛工況電機(jī)或電池所能產(chǎn)生的發(fā)熱功率，覆蓋較廣。而對(duì)于雙源熱泵臺(tái)架測(cè)試工況需要變化室外溫度和廢熱功率。ODHX和WHX的冷媒出口過熱度均設(shè)定為5℃。
熱泵系統(tǒng)的制熱能力可以采用流過IDHX的空氣流量和進(jìn)出口空氣溫差計(jì)算得到，如公式（1）；ODHX空氣側(cè)換熱能力可以根據(jù)空氣流量和進(jìn)出口焓差計(jì)算，入公式（2），其中進(jìn)出口空氣焓差可以通過測(cè)量ODHX進(jìn)出口空氣溫度和壓力計(jì)算；WHX的換熱能力根據(jù)冷卻液流量和進(jìn)出口溫差計(jì)算，如公式（3）；COP則為系統(tǒng)的制熱能力除以消耗的功，如公式（4）。此外，通過公式計(jì)算得到的COP和制熱能力的不確定度約為±3.7%和±3.6%。
圖2 展示了單一空氣源熱泵不同室外溫度和風(fēng)速情況下的吸氣壓力、排氣壓力和制冷劑流量變化趨勢(shì)。總體趨勢(shì)看來，隨著室外風(fēng)速或室外溫度的增大，吸氣壓力、排氣壓力和制冷劑流量均呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，而在室外溫度為-10℃的情況下，此三者變化平緩，增加不是很明顯。其中，關(guān)于吸氣壓力和排氣壓力隨風(fēng)速增加的原因?yàn)樵龃驩DHX的對(duì)流傳熱系數(shù)，且風(fēng)速低于2m/s的對(duì)流傳熱系統(tǒng)增加幅度要大于風(fēng)速高于2m/s的情況；吸氣壓力和排氣壓力隨室外溫度增大的原因?yàn)镺DHX制冷劑與空氣的換熱溫差增大導(dǎo)致。制冷劑質(zhì)量流量隨著室外溫度和風(fēng)速的增大而增加，是由于壓縮機(jī)吸氣壓力增加而進(jìn)一步提高制冷劑密度所致。
圖2 吸氣壓力（a）、排氣壓力（b）和制冷劑流量（c）變化趨勢(shì)圖3 為單一廢熱源熱泵在不同室外溫度和風(fēng)速情況下的吸氣壓力、排氣壓力和制冷劑流量變化趨勢(shì)。從圖3中可以看出，在給定廢熱功率情況下，隨著冷卻液流量的增加，吸氣壓力和排氣壓力基本保持恒定不變，這是由于WHX的制冷劑質(zhì)量流量保持不變引起。雖然WHX總傳熱系數(shù)會(huì)隨著冷卻液流量的增加而增大，但是WHX冷卻液側(cè)的換熱量保持不變，這是由于在WHX廢熱功率給定情況下，其換熱溫差會(huì)減小。而吸氣壓力、排氣壓力均隨WHX廢熱功率的增加而增大，主要由于增大廢熱功率會(huì)提高制冷劑質(zhì)量流量近似線性增加所致。
圖3 吸氣壓力（a）、排氣壓力（b）和制冷劑流量（c）變化趨勢(shì)圖4 表明單一空氣源熱泵于不同室外溫度和風(fēng)速情況下的消耗功、制熱能力和能效比COP變化趨勢(shì)。隨著室外風(fēng)速和室外溫度的增加，消耗功和制熱能力均有所增大，主要由于制冷劑質(zhì)量流量的增加。在室外7℃和風(fēng)速4.5m/s條件下空氣源熱泵的制熱能力滿足2.5kW設(shè)計(jì)目標(biāo)值。其中，在室外溫度0℃工況下，風(fēng)速從0增加至4.5m/s，則COP提高了19.3%；風(fēng)速等于4.5m/s情況下，室外溫度從-10℃增大至0℃，則COP增大了49.6%。
圖4 消耗功（a）、制熱能力（b）和COP（c）變化趨勢(shì)
圖5 為單一廢熱源熱泵于在不同室外溫度和風(fēng)速情況下的消耗功、制熱能力和能效比COP變化趨勢(shì)。在固定WHX廢熱功率條件下，隨著冷卻液流量的增大，熱泵系統(tǒng)消耗功會(huì)增加，而制熱能力基本維持不變，COP則相反會(huì)有較小程度的減小趨勢(shì)。但是此三者均會(huì)隨著WHX的廢熱功率增大而增加，其中COP隨著廢熱功率增加而增大，主要原因?yàn)橄墓υ黾拥姆纫陀谥茻崮芰μ岣叩姆取?/section>
圖5 消耗功（a）、制熱能力（b）和COP（c）變化趨勢(shì)圖6 表示單一空氣源熱泵和單一廢熱源熱泵分別在不同室外溫度和不同廢熱功率情況下制熱能力曲線。對(duì)于空氣源熱泵，室外溫度對(duì)制熱能力的影響非常大，風(fēng)速為4.5m/s 條件下，室外溫度從7 ℃下降至-10℃，其制熱能力從2.5kW降至0.9kW。而廢熱源熱泵，隨著廢熱功率從2.5kW降至1.0kW，其制熱能力從 2.8 kW下降至1.3kW。
圖6 單一空氣源熱泵制（a）和單一廢熱源熱泵（b）制熱能力比較曲線————————— 未完待續(xù) ——————————下篇將于近兩日內(nèi)翻譯與整理完成，敬請(qǐng)期待。
原 文標(biāo)題：“Heating performance characteristics of a dual source heatpump using air and waste heat in electric vehicles”
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