發(fā)布時(shí)間：2020-10-18 13:56

　　 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,便利店和小型超市的數(shù)量迅速增加,其電能的消耗也受到人們的普遍關(guān)注。在便利店和小型超市中,空氣源熱泵和冷柜往往單獨(dú)運(yùn)行,不僅造成資源浪費(fèi),夏季還造成一定程度的熱污染。因此,如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有戰(zhàn)略性意義。本文提出空氣源熱泵-冷柜雙聯(lián)機(jī),用板式換熱器將冷柜系統(tǒng)與空氣源熱泵系統(tǒng)相連,同時(shí)將冷柜冷凝器與空氣源熱泵室外機(jī)做成一體換熱器,一方面可以為冷柜系統(tǒng)提供較大過冷度,另一方面還可以在冬季工況下延緩空氣源熱泵室外機(jī)結(jié)霜,減少除霜次數(shù)。本文對(duì)空氣源熱泵-冷柜雙聯(lián)機(jī)進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。首先,建立了空氣源熱泵-冷柜雙聯(lián)機(jī)熱力學(xué)模型,采用MATLAB調(diào)用Refprop制冷劑物性軟件編寫空氣源熱泵-冷柜雙聯(lián)機(jī)系統(tǒng)性能參數(shù)的計(jì)算程序。其次,在不同蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、質(zhì)量流量比等條件下模擬雙聯(lián)機(jī)系統(tǒng)性能。最后,在焓差法空調(diào)器性能實(shí)驗(yàn)室中對(duì)空氣源熱泵-冷柜雙聯(lián)機(jī)系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)量分析了相對(duì)濕度、質(zhì)量流量比及室外溫度對(duì)空氣源熱泵室外機(jī)結(jié)霜情況及對(duì)整個(gè)耦合系統(tǒng)性能的影響,得到如下結(jié)論:(1)理論分析表明,質(zhì)量流量比的增大能大幅度提高冷柜系統(tǒng)性能,但對(duì)空氣源熱泵系統(tǒng)制熱量和COP沒有影響。在空氣源熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)溫度恒定時(shí),質(zhì)量流量比每增大6%,冷柜系統(tǒng)COP升高約7.90%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,質(zhì)量流量比對(duì)空氣源熱泵系統(tǒng)制熱量和COP有一定影響,這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中并聯(lián)了一個(gè)蒸發(fā)器。在空氣源熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)溫度恒定時(shí),質(zhì)量流量比每增大6%,冷柜系統(tǒng)COP升高約6.08%。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著結(jié)霜時(shí)間的變化,空氣源熱泵系統(tǒng)制熱量和COP在不同相對(duì)濕度、質(zhì)量流量比及室外溫度下均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),而冷柜系統(tǒng)制冷量、耗功和COP則變化幅度很小。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相對(duì)濕度較低時(shí)(70%、75%),隨著結(jié)霜過程的進(jìn)行,空氣源熱泵系統(tǒng)室外一體換熱器霜層厚度分別維持在0.035mm和0.170mm左右?guī)缀醪蛔?相對(duì)濕度較高時(shí)(80%),結(jié)霜周期為120min。相對(duì)濕度對(duì)空氣源熱泵系統(tǒng)平均制熱量和平均COP影響不大,但相對(duì)濕度越大,冷柜系統(tǒng)平均COP越小。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,質(zhì)量流量比低于18%時(shí),其對(duì)空氣源熱泵室外機(jī)結(jié)霜周期的影響較小,當(dāng)質(zhì)量流量比高于18%時(shí),空氣源熱泵室外機(jī)結(jié)霜周期大幅縮短,這對(duì)空氣源熱泵系統(tǒng)平均制熱量和平均COP是不利的。對(duì)于冷柜系統(tǒng),平均過冷度、平均制冷量和平均COP均隨質(zhì)量流量比的增大而增大,與冷柜系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行相比,質(zhì)量流量比在6%~24%工況范圍內(nèi)平均制冷量提高了10.7%~34.5%,平均COP提高了15%~50.2%。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,除-1℃工況外,室外溫度越低,空氣源熱泵室外機(jī)結(jié)霜周期越短,室外溫度在5℃工況下沒有結(jié)霜。室外溫度越低,空氣源熱泵系統(tǒng)平均制熱量和平均COP越小。對(duì)于冷柜系統(tǒng),除室外溫度為-1℃工況外,室外溫度越低,平均制冷量和平均COP越大。與冷柜系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比,室外溫度在-1℃工況下冷柜平均制冷量和平均COP提高最多,分別為31.9%和30.9%。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,聯(lián)合運(yùn)行與單獨(dú)運(yùn)行相比,室外溫度在-1℃與-5℃工況下空氣源熱泵室外機(jī)結(jié)霜周期分別延長117%和14.3%;平均制熱量和平均COP均得到一定程度改善,在-1℃工況下平均制熱量增大了3.00%,平均COP提高了4.86%,在-5℃工況下平均制熱量增大了4.59%,平均COP提高了5.59%。
【學(xué)位單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB657
【部分圖文】：

圖 1-1 2008 年-2014 年中國便利店數(shù)目Fig. 1-1 Number of convenience stores in China from 2008 to 2014店和超市中，空氣源熱泵和冷柜系統(tǒng)消耗的電能大約占總電能

圖 1-2 機(jī)械過冷原理圖Fig. 1-2 Principle diagram of mechanical supercooling過冷就是在傳統(tǒng)制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上附加一個(gè)過冷循環(huán)，對(duì)冷凝器出口液體

圖 2-1 空氣源熱泵-冷柜雙聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)原理圖Fig.2-1 Experimental schematic diagram of integrated air-source heat pump and freezer systemA 空氣源熱泵壓縮機(jī)；B 四通換向閥；C 空氣源熱泵室外一體換熱器；D 毛細(xì)管；E 板式換熱器；F 空氣源熱泵室內(nèi)機(jī)；G 冷柜壓縮機(jī)；H 儲(chǔ)液器；I 冷柜蒸發(fā)器；J 氣液分離器；K 截止閥；L 單向閥；M 調(diào)節(jié)閥；N 熱力膨脹閥
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本文編號(hào)：2846387