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跨临界二氧化碳热泵热水器系统仿真与水回路实验研究

作 者: 时红臣
导 师: 张后雷
学 校: 南京理工大学
专 业: 制冷及低温工程
关键词: 二氧化碳 跨临界循环 热泵热水器 仿真 稳态模型
分类号: TS914.252
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 352次
引 用: 6次
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内容摘要


随着生活水准的提高,生活热水的需求量越来越大,对符合节能观念的热泵热水器的需求也越来越迫切。但传统的热泵热水器是以氟利昂作制冷剂,不符合环保要求,而符合节能观念和环保要求的二氧化碳制冷剂是比较合适的选择。 本文以跨临界二氧化碳循环为主要研究对象,建立了跨临界二氧化碳热泵各部件的稳态仿真模型,考虑到临界点附近物性变化较大及其它的特点,气冷器和回热器采用稳态分布参数模型,计算了气冷器内水、制冷剂温度分布和换热情况,并分析了水进口温度、制冷剂流量等参数对气冷器内水、制冷剂温度分布和换热情况的影响。在部件仿真模型的基础上进一步建立了跨临界二氧化碳热泵热水器系统仿真模型,对系统进行了稳态仿真,并通过计算机仿真预测了系统的性能,为实际系统和部件的设计及控制调节提供依据。并将浮动隔板水箱系统与常规水箱系统进行了对比,表明了浮动隔板水箱系统性能较优。 最后,本文还针对热水回路进行了简单的实验研究,实验结果表明,浮动隔板水箱方案在技术上可行。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
主要符号表  9-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究背景和意义  10-11
  1.2 跨临界二氧化碳制冷循环国内外研究现状  11-16
    1.2.1 跨临界二氧化碳制冷循环应用研究  12
    1.2.2 跨临界二氧化碳循环系统的研究  12-14
    1.2.3 跨临界二氧化碳循环系统部件研究  14
    1.2.4 跨临界二氧化碳循环仿真研究  14-15
    1.2.5 二氧化碳热泵的研究  15-16
  1.3 本文的主要工作  16-17
2 系统稳态仿真模型  17-39
  2.1 二氧化碳热泵热水器系统介绍  17-18
  2.2 各部件的仿真模型  18-37
    2.2.1 压缩机稳态仿真模型  18-19
    2.2.2 节流阀稳态仿真模型  19
    2.2.3 气体冷却器稳态仿真模型  19-28
    2.2.4 回热器稳态仿真模型  28-32
    2.2.5 蒸发器稳态仿真模型  32-37
  2.3 跨临界二氧化碳热泵热水器系统仿真算法与流程  37-39
3 仿真结果与分析  39-61
  3.1 气冷器稳态分布参数仿真结果与分析  39-47
    3.1.1 进口水温对气冷器的影响  39-42
    3.1.2 制冷剂进口压力的影响  42-44
    3.1.3 制冷剂进口温度的影响  44-45
    3.1.4 制冷剂流量的影响  45-47
  3.2 内部换热器对跨临界二氧化碳热泵热水器的影响  47-51
    3.2.1 回热器对系统的影响  47-49
    3.2.2 气冷器对系统的影响  49-51
    3.2.3 蒸发器对系统的影响  51
  3.3 跨临界二氧化碳热泵热水器变工况仿真  51-59
    3.3.1 排气压力对性能的影响  51-53
    3.3.2 环境温度对系统的影响  53-55
    3.3.3 空气流量对系统的影响  55-56
    3.3.4 水进口温度对性能的影响  56-58
    3.3.5 水流量对系统的影响  58-59
  3.4 传统水箱与浮动隔板水箱的比较  59-60
  3.5 本章小结  60-61
4 水回路实验研究  61-64
  4.1 水回路介绍  61
  4.2 水箱结构  61-62
  4.3 实验研究  62-64
5 结论与展望  64-65
  5.1 结论  64
  5.2 进一步展望  64-65
6 致谢  65-66
参考文献  66-70

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 五金制品工业 > 五金制品 > 日用五金制品 > 热水器具、洗涤器具 > 热水器
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