【摘要】：單級壓縮式熱泵系統(tǒng)在冬季環(huán)境溫度低時,系統(tǒng)的壓縮比過大、容積效率降低、性能系數(shù)下降。雙級壓縮式熱泵系統(tǒng)性能要優(yōu)于單級壓縮式熱泵系統(tǒng),但在環(huán)境溫度低于-25℃時,雙級壓縮熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)趨近于1,制熱效果差。復疊式熱泵系統(tǒng)的性能要優(yōu)于雙級壓縮式熱泵系統(tǒng),在環(huán)境溫度低于-25℃時,復疊式熱泵系統(tǒng)仍保持高效運行,因此在低環(huán)境溫度下高效運行的復疊式熱泵系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景。本課題采用理論分析和實驗研究的方法,對復疊式熱泵系統(tǒng)在低環(huán)境溫度下的制熱性能進行了研究。理論研究的主要內容為:通過熱力循環(huán)對復疊式熱泵系統(tǒng)進行熱力學分析,得到在不同環(huán)境溫度以及中間溫度下,系統(tǒng)各項性能參數(shù)的變化規(guī)律。結果表明:當環(huán)境溫度升高時,系統(tǒng)蒸發(fā)溫度升高,制熱系數(shù)也隨之增大;當蒸發(fā)溫度、冷凝溫度一定時,隨著中間溫度的升高,系統(tǒng)制熱系數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢,因此,當運行工況發(fā)生變化時,需改變高低溫級制冷劑流量比,調節(jié)系統(tǒng)中間溫度,使系統(tǒng)在最佳COP下穩(wěn)定運行,中間溫度的改變是通過調節(jié)壓縮機頻率以及系統(tǒng)制冷劑流量實現(xiàn)的。在設備選型時,高低溫級壓縮機選用變頻壓縮機,以R410A制冷劑為高低溫級工質,并且在實驗中是以高溫級蒸發(fā)溫度作為復疊式熱泵系統(tǒng)的中間溫度進行研究,實驗結果如下:(1)在冷凝溫度以及高低溫級壓縮機頻率一定的工況下,環(huán)境溫度的變化范圍是-30℃~-24℃,當環(huán)境溫度升高時,低溫級壓縮比降低的幅度依次是5.3%、3.1%、2.8%,高溫級壓縮比降低的幅度依次是5.9%、3.8%、2.6%,低溫級壓縮比降低的幅度要小于高溫級壓縮比降低的幅度,并且復疊式熱泵系統(tǒng)中間溫度是逐漸升高的,中間換熱溫差的變化依次是5.1℃、4.8℃、4.6℃、4.5℃,復疊式熱泵系統(tǒng)的中間換熱溫差隨環(huán)境溫度的升高逐漸減小。(2)在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度一定的工況下,固定高溫級壓縮機頻率,低溫級壓縮機頻率變化范圍是50Hz~80Hz,系統(tǒng)的中間換熱溫差在4.5℃左右,高溫級壓縮比變化范圍是3.92~3.71,低溫級壓縮比變化范圍是4.41~4.67。固定低溫級壓縮機頻率,高溫級壓縮機頻率變化范圍是50Hz~80Hz,系統(tǒng)的中間換熱溫度差在5.1℃左右,高溫級壓縮比變化范圍是3.88~4.01,低溫級壓縮比變化范圍是4.54~4.45。低溫級變頻時系統(tǒng)制熱系數(shù)要大于高溫級變頻時系統(tǒng)制熱系數(shù),因此低溫級壓縮機頻率改變對系統(tǒng)性能的影響要優(yōu)于高溫級壓縮機頻率的改變。(3)在冷凝溫度50℃,高溫級壓縮機頻率一定的工況下,當蒸發(fā)溫度一定時,隨著低溫級壓縮機頻率的增加,系統(tǒng)COP呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢;當系統(tǒng)在最佳頻率下運行時,蒸發(fā)溫度從-38℃增加到-32℃,最佳COP的增長幅度為7.7%、3.8%、1.8%,隨著蒸發(fā)溫度的升高,系統(tǒng)制熱系數(shù)COP增長速度變緩;當蒸發(fā)溫度升高時,系統(tǒng)在最優(yōu)COP下運行的低溫級壓縮機最佳頻率減小。綜上所述,復疊式熱泵系統(tǒng)解決了單級壓縮和雙級壓縮式熱泵系統(tǒng)在低環(huán)境溫度下壓縮比大、制熱效果差、性能系數(shù)低的問題,并且系統(tǒng)在不同工況下,通過調節(jié)壓縮機頻率,改變高低溫級制冷劑流量,在低環(huán)境溫度下可實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的運行。
【圖文】：

圖 2-1 復疊式熱泵循環(huán)原理圖和壓焓圖Fig.2-1 Principle Chart and Pressure Enthalpy Chart of Cascade Heat Pump Cycle復疊式熱泵循環(huán)與復疊式制冷循環(huán)在理論上都是由兩個單級循環(huán)組成的，并且循逆卡諾循環(huán)原理。根據(jù)復疊式熱泵系統(tǒng)的性質，對于制冷劑的使用也有一定的

圖 2-2 復疊式熱泵系統(tǒng)模擬流程圖Fig.2-2 Flow chart of cascade heat pump system simulation度對系統(tǒng)性能的影響（熱泵）系統(tǒng)，環(huán)境溫度改變時，系統(tǒng)蒸發(fā)溫度改變，各t =50℃的工
【學位授予單位】：天津商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB657

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張芳;劉發(fā)柱;劉巖;;自動復疊蒸發(fā)冷凝器參數(shù)變化影響的研究[J];制冷與空調;2011年01期

2 張立華;孫文哲;;天然氣液化和自復疊式制冷的類比[J];制冷與空調(四川);2008年02期

3 王蘋;論復疊式辭格的審美功能[J];寧波大學學報(人文科學版);2002年03期

4 李宇明;論數(shù)量詞語的復疊[J];語言研究;1998年01期

5 孫靖瑜，陸震，李大慶;關于吸收-壓縮復疊循環(huán)的研究[J];節(jié)能技術;1998年02期

6 劉保安;中英詩歌中的復疊[J];信陽師范學院學報(哲學社會科學版);1995年02期

7 金易;;近代漢語的“復疊”[J];當代修辭學;1988年02期

8 馬興貴;舉二再三話“復疊”[J];湖北教育;1998年10期

9 羅代國;;“復疊式”構思例說[J];語文知識;1998年04期

10 鄭大宇;陳爍;;自復疊循環(huán)的理論分析[J];冷藏技術;2015年01期

相關會議論文 前10條

1 張立華;孫文哲;;天然氣液化和自復疊式制冷的類比[A];上海市制冷學會2007年學術年會論文集[C];2007年

2 孫靖瑜;陸震;李大慶;;關于吸收-壓縮復疊循環(huán)的研究[A];上海市制冷學會一九九七年學術年會論文集[C];1997年

3 任挪穎;晏剛;吳業(yè)正;;自復疊雙溫冰箱的設計與模擬計算[A];中國制冷學會2005年制冷空調學術年會論文集[C];2005年

4 王忠良;杜永海;杜塏;;自然復疊系統(tǒng)工質濃度分析[A];制冷空調新技術進展——第四屆全國制冷空調新技術研討會論文集[C];2006年

5 程有凱;張麗;;自動復疊制冷技術應用研究[A];2009年中國水產學會學術年會論文摘要集[C];2009年

6 董璐;付忠斌;李炳熙;;自動復疊式制冷的性能實驗研究[A];2013中國制冷學會學術年會論文集[C];2013年

7 王玉玨;黎立新;季建剛;;非共沸工質自復疊制冷技術研究現(xiàn)狀[A];第四屆中國冷凍冷藏新技術新設備研討會論文集[C];2009年

8 高新華;;復疊式制冷循環(huán)的實踐[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學會學術年會論文集[C];2011年

9 王生龍;孟令軍;衣橙;周圓;徐兆良;曹永東;陳光明;;自動復疊制冷循環(huán)中節(jié)流閥開度的試驗研究[A];制冷空調新技術進展——第三屆制冷空調新技術研討會論文集[C];2005年

10 程有凱;張麗;田興旺;舒衛(wèi)華;;自動復疊制冷樣機混合工質不同配比的試驗[A];中國制冷學會2009年學術年會論文集[C];2009年

相關重要報紙文章 前3條

1 姚冰冰;復疊制冷，節(jié)能環(huán)保更安全[N];中國食品報;2013年

2 李文杰;挖掘節(jié)日內涵 倡導綠色過節(jié)[N];蘭州日報;2012年

3 南開大學文學院漢語言文字學專業(yè)博士生 孔國興;“嗯”為何成了“聊天終結詞”[N];語言文字報;2019年

相關博士學位論文 前2條

1 寧靜紅;R290/CO_2自然工質復疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)的理論分析與實驗研究[D];天津大學;2007年

2 李鵬程;基于復疊朗肯循環(huán)的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化和關鍵單元的實驗研究[D];中國科學技術大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 鄭通;亞臨界CO_2低溫復疊循環(huán)凍藏裝備的性能研究[D];天津商業(yè)大學;2019年

2 孔帥;R134a/R410A變流量復疊式制冷系統(tǒng)性能研究[D];天津商業(yè)大學;2019年

3 蔣春艷;單工質雙級壓縮和復疊壓縮系統(tǒng)性能研究[D];天津商業(yè)大學;2019年

4 趙瑞昌;復疊式熱泵系統(tǒng)性能的研究[D];天津商業(yè)大學;2019年

5 康方圓;血液冷庫的雙級復疊系統(tǒng)的特性研究[D];天津商業(yè)大學;2018年

6 張偉;定向雙葉復疊空間[D];南京大學;2017年

7 NIKORNSAWAT PRAPATSORN(張妙香);漢泰表“周遍性、逐一”量完全復疊形式研究[D];華東師范大學;2015年

8 張瑜;現(xiàn)代漢語復疊類小夸張研究[D];遼寧師范大學;2011年

9 趙躍;復疊式中高溫空氣源熱泵系統(tǒng)的特性研究[D];南京理工大學;2016年

10 曾凡星;冷凝蒸發(fā)器對復疊式制冷系統(tǒng)性能影響的研究[D];天津商業(yè)大學;2015年

，

本文編號：2657207