蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)性能優(yōu)化研究
本文關(guān)鍵詞:蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)性能優(yōu)化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:在COP(性能系數(shù))有保證的前提下,熱泵供熱技術(shù)較之傳統(tǒng)的燃燒化石燃料供熱方式節(jié)能。中高溫?zé)岜眉夹g(shù)研究旨在通過(guò)開展高效化和高溫化研究,將熱泵技術(shù)的應(yīng)用空間拓展到較高溫度范圍,從而提供一種中低溫工業(yè)余熱回收利用技術(shù)手段、并以更高的熱輸出溫度水平滿足過(guò)程加熱需求。本文在對(duì)兩類主要的熱泵形式—蒸汽壓縮式與吸收式熱泵進(jìn)行性能對(duì)比分析的基礎(chǔ)上,對(duì)蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜瞄_展了單級(jí)循環(huán)系統(tǒng)性能優(yōu)化和兩級(jí)循環(huán)方式優(yōu)化對(duì)比研究。 蒸汽壓縮式與吸收式熱泵的性能對(duì)比分析表明,兩類熱泵在一次能源利用率、高溫化潛力、系統(tǒng)造價(jià)、循環(huán)動(dòng)力源方面各有優(yōu)點(diǎn),均可通過(guò)高效化和高溫化技術(shù)研究拓展應(yīng)用到中高溫工況,分別用于以電能(機(jī)械能)和低品位熱能作為循環(huán)驅(qū)動(dòng)力的情形。制約蒸汽壓縮式熱泵高溫化水平的主要因素是著眼于潤(rùn)滑油熱穩(wěn)定性的壓縮機(jī)允許排氣溫度上限、和著眼于封閉式壓縮機(jī)之電機(jī)線圈熱安全的允許吸氣溫度上限;有助于高溫化的技術(shù)措施包括:采用干流體類工質(zhì),濕流體類工質(zhì)情形下采用恰當(dāng)干度的濕吸氣,回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)情形下采用濕壓縮過(guò)程,采用開啟式壓縮機(jī)、無(wú)油壓縮機(jī),采用多級(jí)循環(huán)等。 在改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上,對(duì)單級(jí)循環(huán)蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜孟到y(tǒng),開展了壓縮機(jī)性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)象壓縮機(jī)為開啟式活塞壓縮機(jī)和全封閉式渦旋壓縮機(jī),實(shí)驗(yàn)工質(zhì)為HFC245fa,實(shí)驗(yàn)工況范圍為冷凝溫度分別為75、85、95oC,循環(huán)溫升分別為45oC、35oC。結(jié)果表明:相同工況下,,開啟式活塞壓縮機(jī)的排氣溫度低于全封閉式渦旋壓縮機(jī);開啟式活塞壓縮機(jī)定熵效率高于全封閉式渦旋壓縮機(jī),但綜合效率低于全封閉式渦旋壓縮機(jī)。提示開啟式活塞壓縮機(jī)更適用于中高溫工況,其優(yōu)化方向?yàn)楦倪M(jìn)傳動(dòng)效率、結(jié)合壓縮機(jī)負(fù)荷優(yōu)化機(jī)電匹配關(guān)系。 采用改進(jìn)的理論循環(huán)性能計(jì)算方法,以HFC245fa為工質(zhì),在冷凝溫度70-130oC、循環(huán)溫升40-65oC的工況范圍,優(yōu)化并對(duì)比了4種兩級(jí)循環(huán)方式的理論循環(huán)性能。結(jié)果表明:兩級(jí)循環(huán)方式的COP明顯高于單級(jí)循環(huán),其中兩級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻方式給出的COP最高;對(duì)于以濕流體為工質(zhì)的情形,采用兩級(jí)循環(huán)方式可明顯降低(較之單級(jí)循環(huán))壓縮機(jī)排氣溫度,而對(duì)于以定熵流體、干流體為工質(zhì)的情形,兩級(jí)循環(huán)方式降低排溫的作用有限。
【關(guān)鍵詞】:中高溫?zé)岜?/strong> 蒸汽壓縮式 壓縮機(jī)性能 兩級(jí)循環(huán)
【學(xué)位授予單位】:天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:TH38
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 第一章 緒論8-15
- 1.1 課題背景8-9
- 1.2 熱泵技術(shù)的節(jié)能和環(huán)境效益9-10
- 1.3 熱泵高溫化研究的意義10
- 1.4 中高溫?zé)岜眉夹g(shù)的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題10-14
- 1.4.1 中高溫?zé)岜霉べ|(zhì)的研究現(xiàn)狀10-12
- 1.4.2 中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)部件的研究現(xiàn)狀12
- 1.4.3 中高溫?zé)岜醚h(huán)方式的研究現(xiàn)狀12-13
- 1.4.4 存在的問(wèn)題13-14
- 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-15
- 第二章 蒸汽壓縮式熱泵和吸收式熱泵性能對(duì)比研究15-33
- 2.1 吸收式熱泵15-20
- 2.1.1 吸收式熱泵的工作原理15-17
- 2.1.2 吸收式熱泵性能參數(shù)17-18
- 2.1.3 吸收式熱泵研究現(xiàn)狀18-20
- 2.2 蒸汽壓縮式熱泵與吸收式熱泵性能對(duì)比20-23
- 2.2.1 系統(tǒng)效率20-22
- 2.2.2 系統(tǒng)造價(jià)22
- 2.2.3 熱輸出溫度及循環(huán)動(dòng)力源22-23
- 2.3 其他方式23-27
- 2.3.1 吸收-壓縮循環(huán)方式23-24
- 2.3.2 有機(jī)朗肯-蒸汽壓縮循環(huán)方式24-27
- 2.4 蒸汽壓縮式熱泵高溫化的限制因素及措施27-31
- 2.4.1 限制因素27-30
- 2.4.2 技術(shù)措施30-31
- 2.5 小結(jié)31-33
- 第三章 中高溫?zé)岜霉r壓縮機(jī)性能實(shí)驗(yàn)研究33-48
- 3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹33-34
- 3.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)存在問(wèn)題及改進(jìn)措施34-38
- 3.2.1 壓縮機(jī)回油問(wèn)題及改進(jìn)措施34-37
- 3.2.2 充灌量的確定問(wèn)題37-38
- 3.2.3 其他改動(dòng)38
- 3.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)測(cè)量及循環(huán)性能計(jì)算方法38-39
- 3.4 實(shí)驗(yàn)方案39
- 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析39-47
- 3.5.1 HFC134a 實(shí)驗(yàn)部分39-42
- 3.5.2 壓縮機(jī)性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)42-47
- 3.6 小結(jié)47-48
- 第四章 中高溫?zé)岜脙杉?jí)循環(huán)性能理論分析48-59
- 4.1 中高溫?zé)岜醚h(huán)方式考察重點(diǎn)48
- 4.2 兩級(jí)循環(huán)方式介紹48-50
- 4.3 工質(zhì)的干濕性的計(jì)算方法50
- 4.4 兩級(jí)循環(huán)算例50-53
- 4.4.1 單級(jí)循環(huán)計(jì)算結(jié)果50-51
- 4.4.2 兩級(jí)循環(huán)計(jì)算結(jié)果51-53
- 4.5 兩級(jí)循環(huán)在不同冷凝溫度、變循環(huán)溫升下的循環(huán)性能53-58
- 4.5.1 HFC245fa 的干濕性54
- 4.5.2 計(jì)算結(jié)果54
- 4.5.3 討論54-57
- 4.5.4 中高溫?zé)岜貌捎脙杉?jí)循環(huán)方式的可行性57-58
- 4.6 小結(jié)58-59
- 第五章 結(jié)論與建議59-61
- 5.1 結(jié)論59-60
- 5.2 建議60-61
- 參考文獻(xiàn)61-69
- 符號(hào)表69-70
- 發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明70-71
- 附錄71-72
- 致謝72
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)性能優(yōu)化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):488324
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