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直膨式地源热泵空调系统实验研究

作　者: 赵倩
导　师: 齐承英
学　校: 河北工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 直膨式 性能系数 充注量 实验研究
分类号: TU831.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


直膨式地源热泵作为土壤源热泵系统的一种特殊形态，将铜管埋入地下，通过其内部充注的制冷剂与土壤进行直接换热。由于制冷剂与土壤换热温差大，铜管比普通聚乙烯材质的热导率高，换热效果有所增强，并且由于减少了一个水系统环路，系统运行整体性能有所提高。本文通过搭建实验平台，对冬夏两季运行情况进行监测及数据采集，根据机组各状态点的参数变化、地埋铜管内制冷剂的温度变化以及室内末端水系统的参数变化，得到直膨式地源热泵系统季节性能系数、影响性能系数的因素以及优化运行模式，并着重针对直膨式地源热泵系统冬季回油困难问题及夏季制冷剂回流困难问题进行了实验研究。通过采取增设油分离器、回油弯等有效措施，显著提高冬季回油效率，在整个冬季运行过程中，未出现系统回油困难问题。采用空泡系数法，建立制冷剂充注量的数学模型并进行了理论计算，得到直膨式地源热泵系统各设备及管路间制冷剂的理论充注量，然后通过夏季工况实验，得到保证机组正常启动以及运行最佳态的制冷剂实际充注量。对比发现，两者吻合较好。上述研究结果对于直膨式地源热泵系统的进一步的推广应用有积极的指导作用。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  §1-1 研究背景及意义  8-9
  §1-2 国内外研究现状  9-10
  §1-3 目前存在主要问题  10-11
  §1-4 本文主要研究工作  11-12
第二章 直膨式地源热泵实验系统的研制  12-25
  §2-1 引言  12
  §2-2 实验系统简介  12-24
    2-2-1 系统工作机理  13
    2-2-2 系统循环特性分析  13-17
    2-2-3 系统构成  17-20
    2-2-4 实验测量装置及测点布置  20-23
    2-2-5 运行控制策略  23-24
  §2-3 本章小结  24-25
第三章 制冷剂充注量计算模型的建立  25-37
  §3-1 引言  25
  §3-2 稳态分布参数模型的建立  25-28
    3-2-1 单相区制冷剂充注量  26-27
    3-2-2 两相区制冷剂充注量  27
    3-2-3 系统制冷剂总充注量  27-28
  §3-3 空泡系数的选择  28
  §3-4 不同设备所需制冷剂量  28-36
    3-4-1 压缩机内所需制冷剂量  28-29
    3-4-2 蒸发器内所需制冷剂量  29-31
    3-4-3 冷凝器内所需制冷剂量  31-33
    3-4-4 油分离器内所需制冷剂量  33-34
    3-4-5 高压储液器内所需制冷剂量  34
    3-4-6 气液分离器内所需制冷剂量  34
    3-4-7 干燥过滤器内所需制冷剂量  34-35
    3-4-8 连接管路内所需制冷剂量  35-36
  §3-5 本章小结  36-37
第四章 冬季制热实验结果及分析  37-49
  §4-1 引言  37
  §4-2 冬季土壤温度变化  37-38
  §4-3 系统冬季制热的基本性能及总体效果  38-40
    4-3-1 系统冬季运行水系统参数状态  38
    4-3-2 系统冬季运行制冷剂温度变化  38-40
    4-3-3 系统供暖季节性能系数  40
  §4-4 变工况运行性能  40-44
    4-4-1 不同电子膨胀阀开度的系统运行特性  40-42
    4-4-2 不同末端风量的系统运行特性  42-44
  §4-5 系统回油问题  44-47
    4-5-1 回油问题的提出  44-45
    4-5-2 回油问题的解决方案  45-46
    4-5-3 方案效果  46-47
  §4-6 系统冬季运行对土壤的扰动  47
  §4-7 本章小结  47-49
第五章 夏季供冷实验结果及分析  49-60
  §5-1 引言  49
  §5-2 夏季土壤温度变化  49-50
  §5-3 系统夏季启动问题  50-52
    5-3-1 系统启动困难问题  50-51
    5-3-2 最小充注量实验研究  51-52
  §5-4 系统夏季制冷的基本性能及总体效果  52-55
    5-4-1 启动状态及稳定性  52-53
    5-4-2 夏季系统基本运行状态  53-55
  §5-5 变工况运行性能  55-59
    5-5-1 不同制冷剂充注量的系统运行特性  55-57
    5-5-2 不同电子膨胀阀开度的系统运行特性  57-59
  §5-6 本章小结  59-60
第六章 结论与建议  60-62
  §6-1 结论  60-61
  §6-2 下一步工作建议  61-62
参考文献  62-66
附录A  66-69
致谢  69-70
攻读学位期间所取得的相关科研成果  70

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节 > 空气调节系统
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