CO2跨临界循环水—水热泵数值模拟及实验研究

论文摘要

从制冷剂的发展历程出发,阐述了制冷剂相关标准的发展,对制冷剂的环保性、安全性进行了分析,提出了一种新的制冷剂综合性能评价方法—自然度。并对制冷剂自然度进行了量化分析。本文主要以CO2自然工质为研究对象,对其在热泵方面的应用进行了计算机模拟和实验研究。建立了CO2跨临界循环水—水热泵系统模型,从系统外部参数即冷却水流量、温度以及冷冻水温度、流量出发,对整个系统进行了模拟分析。不同的蒸发压力下,对应着不同的系统高压。蒸发温度越高,对应的高压越低,排气温度越低。工质流量随着蒸发温度的升高而升高,冷却水温度随着蒸发温度的升高而降低。过热度对系统性能的影响不大,随着过热度的增加,系统制热量和COP是稍呈增加趋势。建立了CO2跨临界水—水热泵实验系统,介绍了系统的组成,阐述了实验研究目的、内容及实验方法。实验结果表明:系统存在一个最优高压,使得系统性能最优。最优高压大约在8.5MPa左右。冷却水流量以及其进口温度对系统性能有很大影响。冷却水流量越大,系统的制热量、制冷量以及制热COPh、制冷COPc都越大。但是如要制取高温热水,需减小冷却水流量,当制取热水65℃,所对应的冷却水量已很小。且冷却水进口温度越高,制热量、制冷量、制热COPh和制冷COPc会降低,所以应保持较低的冷却水进口温度。冷冻水的流量以及进口温度随系统性能的影响是正面的,随着流量和进口水温的增加,系统制热量、制冷量、制热COPh以及制冷COPc都是增大的。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 制冷剂的发展历史
• 1.3 二氧化碳跨临界循环研究及应用
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 制冷剂标准的比较研究及其新的评价方法探讨
• 2.1 制冷剂标准的发展
• 2.2 制冷剂安全性、环保性分析
• 2.3 新的制冷剂评价标准的探讨——自然度
• 2.4 本章小结
• 2跨临界水-水热泵模拟'>第三章 CO₂跨临界水-水热泵模拟
• 2跨临界循环简介'>3.1 CO₂跨临界循环简介
• 2水-水热泵模拟计算'>3.2 CO₂水-水热泵模拟计算
• 3.3 模拟结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 2跨临界水—水热泵实验研究'>第四章 CO₂跨临界水—水热泵实验研究
• 2跨临界水—水热泵系统及装置介绍'>4.1 CO₂跨临界水—水热泵系统及装置介绍
• 4.2 实验研究目的、内容及方法
• 4.3 实验结果及分析
• 4.4 实验值与模拟值对比
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢