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二氧化碳跨临界循环在热泵热水机组的应用研究

作　者: 乔丽
导　师: 李树林
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 自然工质跨临界循环热泵气体冷却器
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 333次
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内容摘要

当前环境问题已成为一个重要的全球问题,其中臭氧层破坏和温室效应问题直接关系到人类的健康和生存,引起了人们的高度重视。在制冷装置中广泛使用的CFCs、HCFCs工质是引起臭氧层破坏的主要原因,而且为温室气体,已列入逐步被淘汰之列。而HFCs对HCFCs的替代也不能让人们满意。从长远角度考虑,自然工质替代人工工质已经成为必然。世界各国的初步调查研究表明二氧化碳跨临界循环装置适用于热泵热水系统,具有很大的发展前途。本文主要对自然工质二氧化碳的替代进行研究。对其热力性质、循环特性进行分析研究,以求进一步完善R744循环。并对其应用于热泵型热水机进行了分析。分析了工质替代问题的提出及替代的意义、目的,国内外替代现状、研究重点。提出只有自然工质替代才是对环境最友善的替代方向,并介绍了二氧化碳作为制冷工质的历史及研究现状。通过简单的理论循环COP比较来评价某种工质的优劣是片面的。本文从环境和安全性能、热物理性质和传输性质、压缩机效率等方面对二氧化碳制冷工质做综合的、较全面的评价。在空调制冷工况下,模拟二氧化碳跨临界循环过程。对循环过程的最优高压侧压力及蒸发温度、气体冷却器出口温度对系统的影响进行了研究。得出求解最优高压侧压力的方法。对二氧化碳跨临界循环应用于热泵热水机的可行性、优势及经济性进行分析,并与燃气、燃油、电加热热水机等加热方式进行比较。通过对二氧化碳跨临界热泵热水机进行火用分析,对二氧化碳跨临界循环系统能源利用情况进行评价。

全文目录

第1章绪论  8-16
  1.1 制冷工质替代问题的提出  8-9
  1.2 保护大气的国际行动  9-10
    1.2.1 《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》  9-10
    1.2.2 《京都议定书》  10
  1.3 国内外制冷工质替代的方向  10-13
  1.4 二氧化碳作为制冷工质的历史及研究现状  13-14
  1.5 本文的主要内容  14-16
第2章二氧化碳工质的综合评价  16-24
  2.1 环境和安全性能  17-18
    2.1.1 GWP和ODP  17
    2.1.2 安全性  17-18
  2.2 热物理性质和传输性能  18-22
    2.2.1 热力学性质与循环性能的关系  18-20
    2.2.2 传输性质与循环性能的关系  20-21
    2.2.3 压降与饱和温度降的关系  21-22
  2.3 压缩机效率  22
  2.4 其它因素  22-23
    2.4.1 来源和价格  22-23
    2.4.2 稳定性和相容性  23
  2.5 本章小结  23-24
第3章二氧化碳跨临界循环分析  24-38
  3.1 基本原理  24-25
  3.2 二氧化碳跨临界循环模拟  25-36
    3.2.1 二氧化碳跨临界制冷循环最优高压侧压力问题  27-31
    3.2.2 蒸发温度T_e和气体冷却器出口温度T_4对循环性能的影响  31-36
  3.3 二氧化碳跨临界循环方式  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章二氧化碳跨临界热泵型热水机  38-48
  4.1 二氧化碳跨临界热泵型热水机特点  39-41
  4.2 二氧化碳跨临界热泵型热水机理论分析  41-44
    4.2.1 二氧化碳跨临界热泵型热水机热力经济性指标  41
    4.2.2 二氧化碳跨临界热泵热水机性能分析  41-44
  4.3 几种加热方式经济性分析  44-46
  4.4 本章小结  46-48
第5章二氧化碳跨临界系统热力学分析  48-54
  5.1 二氧化碳跨临界循环(火用)分析理论  48-50
  5.2 二氧化碳跨临界循环系统(火用)分析结果  50-51
  5.3 二氧化碳跨临界热泵热水机组各参数对系统(火用)效率的影响  51-53
  5.4 本章小结  53-54
第6章结论与展望  54-56
  6.1 结论  54
  6.2 展望  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-60
附录: 攻读硕士研究生阶段发表论文  60

二氧化碳跨临界循环在热泵热水机组的应用研究

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