【摘要】：水源熱泵以環(huán)保效益顯著,高效節(jié)能,可靠性高等優(yōu)點在制冷空調(diào)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。壓縮機作為熱泵系統(tǒng)中的核心部件,對整個系統(tǒng)的性能影響很大。而單螺桿壓縮機又以受力平衡、容積效率高、噪音低、可靠性高等優(yōu)點在容積式壓縮機中脫穎而出。傳統(tǒng)的單螺桿制冷壓縮機采用單滑閥機構(gòu)實現(xiàn)容量調(diào)節(jié)。然而隨著外部工況的變化,對于固定內(nèi)容積比的單滑閥容量調(diào)節(jié)機構(gòu),由于壓縮機內(nèi)外壓比不匹配導(dǎo)致等熵效率下降,嚴(yán)重影響壓縮機的性能。本文對實驗室所研制的水源熱泵用單螺桿制冷壓縮機的主要幾何參數(shù)進行了計算,確定了包括螺桿和星輪等在內(nèi)的壓縮機基本參數(shù),計算了壓縮機的最大基元容積和排氣量。對單螺桿壓縮機的常用容量調(diào)節(jié)方式進行了對比介紹,闡述了滑閥動作機理。建立了滑閥結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的基本數(shù)學(xué)模型。設(shè)計了適應(yīng)工況變化的復(fù)合滑閥容量調(diào)節(jié)機構(gòu),以克服單滑閥在滿負(fù)荷工況下無法進行內(nèi)容積比調(diào)節(jié)的缺點。對復(fù)合滑閥容量調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)特性和幾何特性及單滑閥機構(gòu)的調(diào)節(jié)特性進行了探究。發(fā)現(xiàn)旁通口起始位置越靠近進氣端,內(nèi)容積比和氣量突跳量越小。對單螺桿制冷壓縮機進行了滿負(fù)荷性能實驗分析。通過改變蒸發(fā)溫度、是否采用噴液冷卻措施、內(nèi)容積比、制冷制熱工況及壓縮機的機械結(jié)構(gòu)、材料、潤滑油等參數(shù)進行了一系列穩(wěn)定性的性能實驗。探究這些因素對壓縮機在滿負(fù)荷下工作性能的影響。發(fā)現(xiàn)噴液冷卻可以有效降低壓縮機的排氣溫度。隨著蒸發(fā)溫度的提高,壓縮機性能可以得到較大幅度提升。采用14701星輪片相對1472192星輪片,可以有效提高壓縮機的性能。建立了單滑閥壓縮機部分負(fù)荷工作過程模型,利用龍格庫塔法對數(shù)學(xué)模型進行了求解,得到基元容積中氣體的壓力、溫度、比體積及質(zhì)量隨螺桿轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系,對壓縮機的性能參數(shù)包括等熵效率、軸功率、制冷量及COP等進行了計算。同時對單滑閥壓縮機進行了部分負(fù)荷性能試驗,將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型較為準(zhǔn)確。采用驗證后的模型對復(fù)合滑閥單螺桿制冷壓縮機進行過程模擬,對相應(yīng)的壓縮機性能參數(shù)進行了計算。發(fā)現(xiàn)滿負(fù)荷下復(fù)合滑閥壓縮機內(nèi)外壓比匹配程度較好,部分負(fù)荷下旁通口耗功量占壓縮機耗功量比例很小。并在同一工況下,將單滑閥與復(fù)合滑閥的性能進行了對比,以驗證復(fù)合滑閥相對單滑閥的優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB652

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