学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

跨临界CO_2压缩式热泵系统的理论与实验研究

作　者: 李涛
导　师: 唐黎明
学　校: 浙江大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 喷射器回热器 CO2 热泵热水器跨临界循环性能
分类号: TB61
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 77次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

制冷剂替代问题是目前制冷空调热泵领域中的热点,自然工质C02优良的环保性能与热物理性能,使其与其他替代制冷剂相比时具有无可比拟的优势。以CO2为制冷剂的跨临界循环的高压排热过程具有的较大温度滑移,可以更好地与水的温升过程相匹配,使其非常适合应用于热泵热水器中。但是以CO2作为制冷剂的跨临界循环也存在节流损失大、循环效率低的缺点。针对这个问题,已有不少学者对提高跨临界CO2循环效率的方法进行了研究,其中包括引入回热器、喷射器等设备。浙江大学制冷与低温研究所针对带回热器的、带喷射器的跨临界CO2热泵系统进行了大量研究,从不同的角度对比分析了在常规跨临界CO2热泵系统中引入回热器、喷射器后系统的性能变化。本文在前人工作的基础上,从理论和实验的角度进一步对不同形式的跨临界CO2热泵系统的性能进行对比分析,并对不同形式间性能比较的基准进行探讨。主要内容如下：1)对常规跨临界CO2热泵系统(TCHS)、带回热器的跨临界CO2热泵系统(TCHSI)、带喷射器的跨临界C02热泵系统(TCHSE)及带喷射器与回热器的跨临界CO2热泵系统(TCHSEI)建立热力学计算模型,分析蒸发器出口制冷剂过热度、气体冷却器出口制冷剂温度对系统性能的影响,并分析比较TCHS、 TCHSI、TCHSE、TCHSEI的系统性能。2)通过调节热水流量、蒸发器水流量与节流阀开度,使蒸发温度维持在0℃不变,在蒸发器出口制冷剂过热度分别为0℃、5℃、10℃的三种工况下,研究蒸发器出口制冷剂过热度对制热系数、制热量、压缩机耗功量、压缩比、排气温度、质量流量等参数的影响。3)通过调节热水流量和节流阀开度来控制系统内部参数(包括蒸发压力和气体冷却器出口制冷剂温度)和外界工况(包括冷冻水流量、冷冻水进口温度和热水进口温度),在相同蒸发温度与蒸发器出口制冷剂过热度的条件下,以制取相同的热水出水温度为基准,对四种不同形式的跨临界CO2热泵热水器系统的性能进行实验研究,分析制热系数、制热量、压缩机耗功量、压缩比、排气温度、质量流量等参数随热水出水温度的变化趋势,对不同形式系统的性能比较基准进行探讨,并对比不同系统的性能。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
主要符号表  8-13
第1章绪论  13-25
  1.1 课题研究的背景和意义  13-14
  1.2 跨临界CO_2热泵系统的国内外研究现状  14-20
  1.3 跨临界CO_2系统在热泵热水器中的应用  20-22
  1.4 本文的主要研究内容和总体框架  22-25
    1.4.1 主要研究内容  22-23
    1.4.2 本文的总体框架  23-25
第2章跨临界CO_2热泵系统的模拟研究  25-41
  2.1 跨临界CO_2热泵系统分析  25-32
    2.1.1 常规跨临界CO_2热泵系统(TCHS)的计算模型  25-27
    2.1.2 带回热器的跨临界CO_2热泵系统(TCHSI)的计算模型  27-28
    2.1.3 带喷射器的跨临界CO_2热泵系统(TCHSE)的计算模型  28-32
    2.1.4 带喷射器和回热器的跨临界CO_2热泵系统(TCHSEI)的计算模型  32
  2.2 蒸发器出口制冷剂过热度对系统性能影响的模拟结果分析  32-35
    2.2.1 蒸发器出口制冷剂过热度对TCHS性能影响的模拟结果分析  32-34
    2.2.2 蒸发器出口制冷剂过热度对TCHSE性能影响的模拟结果分析  34-35
  2.3 不同形式跨临界CO_2热泵系统与常规系统的性能对比  35-39
    2.3.1 带回热器的跨临界CO_2热泵系统与常规系统的性能对比  35-37
    2.3.2 带喷射器的跨临界CO_2热泵系统与常规系统的性能对比  37-38
    2.3.3 带喷射器和回热器的跨临界CO_2热泵系统与常规系统的性能对比  38-39
    2.3.4 带喷射器的跨临界CO_2热泵系统与带回热器的跨临界CO_2热泵系统的性能对比  39
  2.4 本章小结  39-41
第3章蒸发器出口制冷剂过热度对跨临界CO_2热泵热水器的影响  41-54
  3.1 实验装置与系统参数  41-44
  3.2 蒸发器出口制冷剂过热度对常规跨临界CO_2水源热泵热水器(TCHS)的影响  44-48
    3.2.1 实验工况  44-45
    3.2.2 实验结果分析  45-48
  3.3 蒸发器出口制冷剂过热度对带喷射器的跨临界CO_2水源热泵热水器(TCHSE)的影响  48-53
    3.3.1 实验工况与系统参数  48-49
    3.3.2 实验结果分析  49-53
  3.4 本章小结  53-54
第4章不同形式跨临界CO_2水源热泵热水器的实验研究  54-70
  4.1 带回热器的跨临界CO_2水源热泵热水器(TCHSI)的实验研究  54-60
    4.1.1 实验工况和系统参数  54-55
    4.1.2 以热水出水温度为基准的实验结果分析  55-58
    4.1.3 以气体冷却器出口制冷剂温度为基准的实验结果分析  58-59
    4.1.4 两种比较基准的适用性探讨  59-60
  4.2 带喷射器的跨临界CO_2水源热泵热水器(TCHSE)的实验研究  60-64
    4.2.1 实验工况与系统参数  60
    4.2.2 实验结果分析  60-64
  4.3 带喷射器与回热器的跨临界CO_2水源热泵热水器(TCHSEI)的实验研究  64-68
    4.3.1 实验工况和系统参数  64
    4.3.2 实验结果分析  64-68
  4.4 本章小结  68-70
第5章结论与展望  70-74
  5.1 研究成果  70-72
  5.2 主要创新点  72-73
  5.3 存在的问题及研究展望  73-74
参考文献  74-80
攻读硕士期间的科研成果及获奖荣誉  80-81
致谢  81-82

跨临界CO_2压缩式热泵系统的理论与实验研究

内容摘要

全文目录

相似论文