13kW高溫空氣源熱泵的性能研究
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【摘要】:普通空氣源熱泵在提供較高溫?zé)崴畷r(shí)排氣溫度和排氣壓力過(guò)高,制熱量和性能系數(shù)衰減嚴(yán)重,,如果能夠解決這一問(wèn)題,將熱泵出水溫度提高到80℃以上,將極大擴(kuò)展空氣源熱泵的應(yīng)用范圍。 為了實(shí)現(xiàn)空氣源熱泵能夠穩(wěn)定高效制取高溫?zé)崴@一目標(biāo),本文對(duì)中間補(bǔ)氣系統(tǒng)和復(fù)疊式系統(tǒng)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在中間補(bǔ)氣熱泵樣機(jī)平臺(tái)上對(duì)二元混合工質(zhì)進(jìn)行了最佳質(zhì)量配比實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了單級(jí)/復(fù)疊式切換熱泵系統(tǒng),使其能夠在保證機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)更加經(jīng)濟(jì)節(jié)能。 中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)用在低溫環(huán)境時(shí)可以有效降低壓縮機(jī)負(fù)荷,而本文將中間補(bǔ)氣結(jié)構(gòu)用于熱泵高溫加熱段,不僅使得排氣溫度和排氣壓力有所降低,提高了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性,而且有效避免了因主回路電子膨脹閥關(guān)小引起工質(zhì)循環(huán)量減少,從而造成制熱量下降的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明在滿足出水80℃,排氣壓力不超過(guò)2.7MPa的前提下,新開(kāi)發(fā)的二元混合工質(zhì)BMR中R134a和M的質(zhì)量配比為9:1時(shí)能夠滿足熱泵較高制熱量和制熱溫度的需求。整個(gè)加熱過(guò)程制熱量較為平穩(wěn),在名義工況下穩(wěn)定提供約13kW的制熱量,壓縮機(jī)排氣溫度在106℃以下。 對(duì)單級(jí)/復(fù)疊式切換熱泵系統(tǒng)高低溫級(jí)溫升分配的理論分析表明,在蒸發(fā)溫度5℃、冷凝溫度80℃的設(shè)定條件下,低溫級(jí)冷凝溫度在45℃左右時(shí),系統(tǒng)性能系數(shù)最大,但考慮到所選用壓縮機(jī)對(duì)吸氣壓力范圍的限制,低溫級(jí)冷凝溫度不宜超過(guò)40℃。綜合考慮環(huán)境溫度和出水溫度來(lái)確定單級(jí)/復(fù)疊式切換溫度點(diǎn),分析結(jié)果表明在復(fù)疊式運(yùn)行時(shí),還應(yīng)通過(guò)控制電子膨脹閥來(lái)調(diào)節(jié)中間溫度使系統(tǒng)處于最大效率處。
【關(guān)鍵詞】:高溫?zé)岜?/strong> 空氣源熱泵 高溫工質(zhì) 中間補(bǔ)氣系統(tǒng) 復(fù)疊式系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】:華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類(lèi)號(hào)】:TH38
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 1 緒論9-22
- 1.1 研究背景及意義9-10
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況10-21
- 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容21-22
- 2 中間補(bǔ)氣系統(tǒng)理論分析22-33
- 2.1 熱力學(xué)理論模型22-24
- 2.2 工質(zhì)選擇24-26
- 2.3 中間補(bǔ)氣計(jì)算流程26-29
- 2.4 系統(tǒng)性能分析29-32
- 2.5 本章小結(jié)32-33
- 3 中間補(bǔ)氣系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究33-46
- 3.1 測(cè)試系統(tǒng)及樣機(jī)33-35
- 3.2 二元混合工質(zhì)配比確定實(shí)驗(yàn)35-36
- 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析36-44
- 3.4 最大負(fù)荷工況實(shí)驗(yàn)44-45
- 3.5 本章小結(jié)45-46
- 4 單級(jí)/復(fù)疊式切換系統(tǒng)理論分析46-55
- 4.1 熱力學(xué)理論模型46-47
- 4.2 工質(zhì)選擇47
- 4.3 復(fù)疊式熱泵計(jì)算流程47-49
- 4.4 高低溫級(jí)溫升分配49-51
- 4.5 單級(jí)/復(fù)疊式切換溫度的確定51-54
- 4.6 本章小結(jié)54-55
- 5 單級(jí)/復(fù)疊式切換系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究55-58
- 5.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)55
- 5.2 確定單級(jí)/復(fù)疊式切換溫度實(shí)驗(yàn)55-57
- 5.3 本章小結(jié)57-58
- 6 總結(jié)與展望58-60
- 6.1 主要結(jié)論58
- 6.2 未來(lái)展望58-60
- 致謝60-61
- 參考文獻(xiàn)61-66
- 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況66
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本文編號(hào):352634
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