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CO_2热泵热水器的理论与实验研究

作　者: 刘秋菊
导　师: 马一太
学　校: 天津大学
专　业: 工程热物理
关键词: CO2跨临界循环热泵热水器套管式气体冷却器 CO2空调热水器两用机
分类号: TU822
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 206次
引　用: 2次
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内容摘要

本文以自然工质CO₂为研究对象,对其在热泵热水器方面的应用进行了理论分析、计算机模拟和实验研究。针对CO₂跨临界循环的特点,对比常规工质分析了其在热泵热水器方面的优势。对系统中的最优高压压力问题进行了探讨,指出热泵热水器系统运行的目标函数有两个,一个是系统效率,一个是压缩机的排气温度。分析了系统基本参数对系统性能和压缩机排气温度的影响,提出通过提高蒸发器和气体冷却器的换热效果、采用高效压缩机来提高系统性能,系统中加内部热交换器以提高压缩机排气温度。建立了套管式气体冷却器的模型,并采用分段法对其进行了模拟计算,通过计算发现通过增大质量流量和减小管径可以提高CO₂侧和水侧的换热系数,并且这两个参数对管路压降也有较大影响,但合理的压降对CO₂热泵热水器系统的性能影响较小。建立了CO₂热泵热水器实验系统,介绍了实验系统的基本组成,并对实验研究的目的、内容和实验步骤进行了阐述。利用房间量热计对所建立的系统进行了不同季节工况及不同水流量下的性能测试。实验结果表明,建立的CO₂热泵热水器系统在不同季节工况下均可正常运行,且均能制取出较高温度的热水。当该系统运行于夏季工况下,且出水温度达到65℃时,系统效率在3.45以上。若冷量被利用,其综合效率可达5.9。可见,CO₂空调热水器两用机在夏季运行时有很好的经济性。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-5
第一章绪论  5-19
  1.1 研究背景  5-8
  1.2 替代工质及自然工质CO_2  8-11
  1.3 CO_2热泵热水器  11-16
  1.4 CO_2制冷系统仿真研究进展  16-18
  1.5 本文主要内容  18-19
第二章 CO_2热泵热水器的热力学循环分析  19-29
  2.1 CO_2热泵热水器的跨临界循环特点  19-22
  2.2 系统基本参数对循环性能和排气温度的影响  22-25
  2.3 提高CO_2热泵热水器循环性能和压缩机排气温度的措施  25-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章 CO_2套管式气体冷却器的模拟计算与设计  29-43
  3.1 CO_2套管式气体冷却器的模型建立  29-36
  3.2 模拟计算结果与分析  36-40
  3.3 换热器设计及模拟计算结果  40-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 CO_2热泵热水器的实验研究  43-53
  4.1 CO_2热泵热水器实验系统  43-47
  4.2 实验研究的目的、内容、方法和步骤  47-48
  4.3 实验结果与分析  48-52
  4.4 本章小结  52-53
第五章结论  53-54
参考文献  54-57
攻读硕士期间发表的学术论文  57
攻读硕士期间参加的科研项目  57-58
致谢  58

CO_2热泵热水器的理论与实验研究

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