本文關(guān)鍵詞：R290空氣源熱泵熱水器的仿真與實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 空氣源熱泵 R290工質(zhì) 最佳充注量 微通道換熱器

【摘要】：基于HCFCs和HFCs制冷劑被替代的迫切性及市場(chǎng)對(duì)空氣源熱泵熱水器的需求,本文針對(duì)環(huán)保冷媒R290(乙烷)開發(fā)了適用于夏熱冬冷地區(qū)的R290空氣源熱泵熱水器�？紤]R290的易燃易爆性,機(jī)組采用了板式冷凝器和微通道蒸發(fā)器來(lái)降低機(jī)組的制冷劑充注量,有效保障了R290機(jī)組應(yīng)用的安全性。同時(shí),還對(duì)蒸發(fā)器的排水及除霜進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高機(jī)組寬溫度范圍的適用性。為研究該系統(tǒng)的運(yùn)行特性,通過(guò)詳細(xì)的設(shè)計(jì)選型,成功試制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái),依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行多工況的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。首先,在相同條件下,分別對(duì)比實(shí)驗(yàn)了機(jī)組充注R290和R22時(shí)的運(yùn)行特性,確定R290作為制冷劑的優(yōu)越性。其次,在名義工況下,對(duì)R290熱泵熱水器的制熱性能進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明,機(jī)組制熱性能達(dá)到了國(guó)標(biāo)GB 29541-2013規(guī)定的第3等級(jí),制熱性能良好。最后,對(duì)機(jī)組的結(jié)霜問(wèn)題展開研究,提出了相應(yīng)的除霜策略,并根據(jù)除霜策略進(jìn)行了多種工況下的機(jī)組性能測(cè)試,經(jīng)過(guò)測(cè)試,機(jī)組除霜效果符合預(yù)期,從而驗(yàn)證了除霜策略的可行性。其次,利用系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型,模擬了熱泵熱水器在制熱模型時(shí),機(jī)組排氣溫度、冷凝壓力、蒸發(fā)壓力、制熱量、功耗和COP等性能參數(shù)的變化情況。仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析表明,仿真結(jié)果平均偏差在10%以內(nèi),具有良好的計(jì)算精度。利用構(gòu)建的仿真程序,對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的風(fēng)量和制冷劑分配均勻性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,風(fēng)量和制冷劑分配越均勻,越有利于機(jī)組性能的發(fā)揮。
【關(guān)鍵詞】：空氣源熱泵 R290工質(zhì) 最佳充注量 微通道換熱器
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU822
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 主要符號(hào)表11-13
• 1 緒論13-22
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.2 R290熱泵技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 R290應(yīng)用的相關(guān)規(guī)定15-16
• 1.2.2 R290適用潤(rùn)滑油16-17
• 1.2.3 R290專用壓縮機(jī)17-18
• 1.2.4 R290換熱器的相關(guān)研究18-19
• 1.2.5 R290制冷和熱泵系統(tǒng)研究19-20
• 1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.3.1 R290工質(zhì)適應(yīng)性研究及分析20-21
• 1.3.2 R290空氣源熱泵熱水器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21
• 1.3.3 R290空氣源熱泵熱水器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的開發(fā)與測(cè)試21
• 1.3.4 R290空氣源熱泵熱水器的仿真及驗(yàn)證21
• 1.3.5 R290熱泵熱水器優(yōu)化的探討21-22
• 2 R290工質(zhì)適用性的研究與分析22-32
• 2.1 R290的基本特性22-23
• 2.2 R290的熱力學(xué)特性分析23-27
• 2.2.1 飽和蒸汽壓力和絕熱指數(shù)24
• 2.2.2 飽和液體密度和汽化潛熱24-25
• 2.2.3 粘滯系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)25
• 2.2.4 R290和R22的熱力循環(huán)對(duì)比分析25-27
• 2.3 R290的適用工況分析27-28
• 2.4 R290的安全性分析28-31
• 2.4.1 減小充注量29
• 2.4.2 通風(fēng)措施29-30
• 2.4.3 添加阻燃劑和泄露指示劑30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 R290空氣源熱泵熱水器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)32-49
• 3.1 設(shè)計(jì)工況下的熱力循環(huán)計(jì)算32-34
• 3.1.1 機(jī)組設(shè)計(jì)工況及循環(huán)工作參數(shù)的確定32-33
• 3.1.2 機(jī)組設(shè)計(jì)工況下的熱力循環(huán)33-34
• 3.2 壓縮機(jī)的選型34-36
• 3.3 水側(cè)換熱器的選型36-38
• 3.4 蒸發(fā)側(cè)換熱器的校核計(jì)算38-43
• 3.5 節(jié)流裝置選型計(jì)算43-45
• 3.5.1 熱力膨脹閥的選型步驟43
• 3.5.2 熱力膨脹閥的適用性分析43-45
• 3.6 管路及輔助部件的設(shè)計(jì)和選擇45-47
• 3.7 機(jī)組的除霜設(shè)計(jì)47-48
• 3.8 本章小結(jié)48-49
• 4 R290空氣源熱泵熱水器的實(shí)驗(yàn)測(cè)試49-73
• 4.1 R290空氣源熱泵熱水器的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)49-53
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)49-50
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成50-53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)誤差分析與數(shù)據(jù)處理53-56
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)誤差分析53-55
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理55-56
• 4.3 機(jī)組制冷劑充注量56-60
• 4.3.1 R290機(jī)組的充注量研究57-59
• 4.3.2 R22機(jī)組的充注量研究59-60
• 4.4 熱泵熱水器制熱性能測(cè)試結(jié)果及分析60-66
• 4.4.1 R290機(jī)組制熱工況運(yùn)行參數(shù)的變化規(guī)律60-63
• 4.4.2 名義工況下的機(jī)組測(cè)試63-64
• 4.4.3 R22機(jī)組制熱工況運(yùn)行參數(shù)的變化規(guī)律64-65
• 4.4.4 R290機(jī)組和R22機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的對(duì)比分析65-66
• 4.5 R290熱泵熱水器的熱氣旁通除霜66-72
• 4.5.1 除霜控制策略66-68
• 4.5.2 熱氣旁通除霜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析68-70
• 4.5.3 熱氣旁通除霜的效果分析70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 5 R290空氣源熱泵熱水器仿真模型及驗(yàn)證73-97
• 5.1 渦旋壓縮機(jī)的仿真模型及驗(yàn)證73-80
• 5.1.1 渦旋壓縮機(jī)的仿真模型73-75
• 5.1.2 工質(zhì)替代后渦旋壓縮機(jī)的仿真模型驗(yàn)證75-80
• 5.2 板式冷凝器的數(shù)學(xué)模型80-82
• 5.2.1 板式冷凝器的控制方程81
• 5.2.2 板式冷凝器的換熱公式及壓降公式81-82
• 5.3 微通道換熱器的數(shù)學(xué)模型82-86
• 5.3.1 微通道換熱器的控制方程83
• 5.3.2 微通道換熱器的換熱公式及壓降公式83-86
• 5.4 熱力膨脹閥的數(shù)學(xué)模型86-87
• 5.5 熱泵熱水器的系統(tǒng)模型87-92
• 5.5.1 壓縮機(jī)的仿真流程圖87-88
• 5.5.2 板式冷凝器的仿真流程圖88-89
• 5.5.3 微通道蒸發(fā)器的仿真流程圖89-91
• 5.5.4 整機(jī)程序91-92
• 5.6 仿真模型的驗(yàn)證92-96
• 5.6.1 R290熱泵熱水器制熱工況的驗(yàn)證92-93
• 5.6.2 R22熱泵熱水器制熱工況的驗(yàn)證93-94
• 5.6.3 變環(huán)境溫度下R290熱泵熱水器的驗(yàn)證94-95
• 5.6.4 變環(huán)境溫度下R22熱泵熱水器的驗(yàn)證95-96
• 5.6.5 模型偏差的初步分析96
• 5.7 本章小結(jié)96-97
• 6 R290空氣源熱泵熱水器的優(yōu)化探討97-101
• 6.1 蒸發(fā)器風(fēng)量的優(yōu)化97-98
• 6.2 制冷劑分配均勻性的探討98-99
• 6.3 制冷劑充注量的優(yōu)化99-100
• 6.4 本章小結(jié)100-101
• 7 結(jié)論與展望101-103
• 結(jié)論101-102
• 展望102-103
• 致謝103-104
• 參考文獻(xiàn)104-110
• 附錄110

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5 宋傳友;;不凝性氣體對(duì)R290制冷系統(tǒng)的影響[J];制冷與空調(diào);2012年06期

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3 張守信;張明杰;付裕;;R290作為家用空調(diào)制冷劑的研究[A];中國(guó)制冷學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

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1 本報(bào)記者 邱江勇;空調(diào)新標(biāo)為R290排雷[N];中國(guó)電子報(bào);2013年

2 記者 楊康;全球首條R290空調(diào)生產(chǎn)線格力竣工[N];珠海特區(qū)報(bào);2011年

3 本報(bào)記者 馬琳;R290：替代氟利昂的中國(guó)制造？[N];中國(guó)房地產(chǎn)報(bào);2009年

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3 孫成龍;R290空氣源熱泵熱水器的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：758911