Development of an Experimental Heat Pump Installation with a Pulse Capacitor
Автор: Bazhanov A., Jiang H.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 12 т.11, 2025 года.
Бесплатный доступ
Based on the prototype experiment of a dual-loop heat pipe with enhanced cooling technology, this study develops a numerical simulation model in SolidWorks and Aspen to analyze the thermal performance of a novel heat pump system integrated with a pulse capacitor. The simulation replicates the experimental conditions, including two operational modes (steady-state and pulsed flow), while investigating the effects of key parameters such as heating power and coolant flow rate on heat transfer efficiency.The SolidWorks flow simulation module is employed to visualize the temperature distribution, flow characteristics, and pressure drops within the system. Results demonstrate that the pulsed flow mode enhances the heat transfer coefficient by 18-22% compared to steady-state operation, while the pulse capacitor effectively regulates flow pulsation frequency at 1 Hz. The simulated data shows good agreement with experimental measurements, with deviations within ±6%.This work provides a validated digital twin model for optimizing pulse-capacitor heat pump systems, offering insights into thermal performance enhancement through flow pulsation control. The findings contribute to the development of compact, high-efficiency thermal systems for district heating and domestic hot water applications.
Heat pump, pulse condenser, modeling, heat transfer, pulsating flow
Короткий адрес: https://sciup.org/14135440
IDR: 14135440 | УДК: 621.1.016 | DOI: 10.33619/2414-2948/121/19
Разработка экспериментальной установки теплового насоса с импульсным конденсатором
На основании экспериментов с двухконтурным тепловым трубопроводом, оснащённым технологией усиленного охлаждения, в данном исследовании разработана компьютерная модель в SolidWorks и Aspen для анализа тепловых характеристик инновационной системы теплового насоса с импульсны конденсатором. Моделирование воспроизводит экспериментальные условия, включая два режима работы (стационарный и пульсирующий поток), и исследует влияние ключевых параметров (таких как тепловая мощность и расход теплоносителя) на эффективность теплопередачи.Модуль Flow Simulation в SolidWorks использован для визуализации температурного распределения, характеристик потока и перепадов давления в системе. Результаты демонстрируют, что режим пульсирующего потока повышает коэффициент теплопередачи на 18-22% по сравнению со стационарным режимом, а импульсный конденсатор эффективно регулирует частоту пульсаций потока на уровне 1 Гц. Результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментальными данными при отклонениях в пределах ±6%.Данная работа представляет верифицированную модель цифрового двойника для оптимизации систем тепловых насосов с импульсным конденсатором, раскрывая механизмы повышения тепловой эффективности через управление пульсациями потока. Полученные результаты способствуют разработке компактных высокоэффективных тепловых систем для коммунального теплоснабжения и систем горячего водоснабжения.
