發(fā)布時間：2020-11-09 14:52

　　 節(jié)能和環(huán)保是21 世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的兩大議題。熱泵作為一種能有效節(jié)省能源、減少大氣污染和CO2排放的供熱和空調(diào)新技術(shù),在當(dāng)今世界范圍內(nèi)節(jié)能降耗的大趨勢下,受到了世界各國的重視。但是在環(huán)保方面由于著名的CFC 問題的提出,因此,將傳統(tǒng)使用的CFC 制冷工質(zhì)替代為對臭氧層不起破壞作用的環(huán)保型綠色工質(zhì)就成為一項十分重要的工作。基于熱泵系統(tǒng)節(jié)能和環(huán)保這兩方面問題的考慮,本文設(shè)計了一種以三元非共沸混合工質(zhì)R407C 作為HCFC22 的替代工質(zhì)的地源熱泵系統(tǒng),重點研究和分析了該地源熱泵系統(tǒng)的基本特點和運行規(guī)律。 本文首先針對混合工質(zhì)的基本熱物理性質(zhì)進(jìn)行了基礎(chǔ)理論研究,分析了對于混合工質(zhì)熱泵的基本特性。然后本著優(yōu)化設(shè)計的原則對地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計工況進(jìn)行了分析,根據(jù)其工作特點對機組各主要部件進(jìn)行了設(shè)計。對系統(tǒng)進(jìn)行了全面的熱力計算,并根據(jù)計算結(jié)果對各配件進(jìn)行了匹配選型,同時兼顧了各配件在連接和能力上的雙重匹配。為了得到準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)本文對測量系統(tǒng)進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)試,使其能夠可靠的運行。最后對該地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了一系列的實驗研究,獲得了大量關(guān)于混合工質(zhì)地源熱泵運行特性的實驗數(shù)據(jù),并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析總結(jié),得到了關(guān)于混合工質(zhì)熱泵的運行規(guī)律,并為熱泵系統(tǒng)的工質(zhì)替代研究提供了十分有價值的數(shù)據(jù)。 本文所完成的工作以及對混合工質(zhì)地源熱泵基本特點和運行規(guī)律的研究和分析對關(guān)于熱泵技術(shù)中替代傳統(tǒng)工質(zhì)工作的發(fā)展具有一定的參考意義和實用價值。
【學(xué)位單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TK523
【部分圖文】：

照混合后的溶液是否具有共沸的性質(zhì)，可分為下列三種：共沸混合物（azeotropic）：它和單一和物質(zhì)一樣，在一定和壓力下具有恒定的相變溫度，而且氣相和液相始終保持相同的成分。近共沸混合物（near azeotropic）：是一種泡露點溫度差足夠小的非在某些特定場合分析時，忽略這個溫度差也不會產(chǎn)生明顯誤差。非共沸混合物（non-azeotropic）：沒有共沸點，在定壓下蒸發(fā)或凝液相的成分不同，溫度也在不斷變化。說來，近共沸物質(zhì)也屬于非共沸范疇，由于其物性和應(yīng)用的特分開來。合工質(zhì)的相圖分析意兩種單工質(zhì)組成的混合工質(zhì)在一般情況下均是非共沸的，只有工質(zhì)按某一比例混合時才有可能形成共沸混合物。

現(xiàn)觀察組成為 ωB1的混合工質(zhì)從狀態(tài) 1 等壓冷卻至狀態(tài) 5 的過程。氣態(tài)由 1 冷卻至 2 時開始有液滴析出。點 2 的溫度稱之為露點溫度。當(dāng)繼續(xù)3時（氣液共存），其液態(tài)混合工質(zhì)的組成為ωB7，氣態(tài)混合工質(zhì)的組成為 2 逐漸冷卻至點 4 的過程中，析出液態(tài)（同樣，未冷凝的氣態(tài)）中的 A分是不斷變化的。冷卻至點 4 時全部凝結(jié)為液體，點 4 的溫度稱之為泡從點 4 繼續(xù)冷卻，則成為過冷液態(tài)點 5。從圖中可見，對非共沸的二元，它在冷凝過程中從露點 t2降至泡點 t4（反過來工質(zhì)被加熱蒸發(fā)時由 t4存在一段溫度滑移區(qū)，露點與泡點溫度差稱之為溫度滑移（temperature g對二元共沸混合工質(zhì)來說，情況就不同了。圖 2-2a 表示組分 A 與 B 組工質(zhì)。在某一壓力下當(dāng)組成為ωBa時在a點存在共沸現(xiàn)象。共沸點的溫度泡點合一)比純工質(zhì) A 及 B 的沸點為低。另一類共沸混合工質(zhì)的共沸溫質(zhì) A 與 B 的沸點為高（圖 2-2b）。

當(dāng)混合工質(zhì)在冷凝器中時，這是蒸汽混合物的凝結(jié)過程與傳統(tǒng)的純蒸汽的凝結(jié)有重要的差異。當(dāng)混合蒸汽在給定壓力下凝結(jié)時，隨著氣相組分的變化，冷凝溫度會有所變化，而不是常量也即前面所提過的溫度滑移，另外一個突出的不同是在凝結(jié)過程中還有傳質(zhì)過程的影響。由于混合氣體在流經(jīng)汽液分界面時會產(chǎn)生附加的傳熱和傳質(zhì)過程，同時當(dāng)蒸汽混合物在冷凝時，低揮發(fā)性的蒸汽先凝結(jié)剩下的蒸汽露點下降，而高揮發(fā)性蒸汽在汽液分界面處積累并會形成一個氣體層，低揮發(fā)性蒸汽必須擴散穿過該層才能與冷凝面相遇。所以對于混合工質(zhì)蒸汽的冷凝過程是一個非等溫的相變過程，同樣也存在著蒸汽相的擴散阻力。由于在混合工質(zhì)中每種成分的沸點各不相同，低沸點的易揮發(fā)組分容易保持汽態(tài)，較難凝結(jié)，在汽液分界面上逐漸濃縮，形成一個阻礙高沸點組分的蒸汽向冷凝面移動的擴散層。這樣，在冷凝壁面上同時存在一層凝結(jié)液膜和一層蒸汽膜，對于不同的冷凝速率，凝結(jié)液中的溫度分布和蒸汽膜中的濃度分布也不一樣，如圖 2-3 所示。
【引證文獻(xiàn)】

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1 歐陽光;熱泵型電動汽車空調(diào)系統(tǒng)性能實驗研究[D];華南理工大學(xué);2011年

本文編號：2876586