辐射空调末端及CO2热泵的研究

论文摘要

近年来,由于建筑能耗增大,环境的污染也日益加剧,其中,传统制冷剂对环境造成的污染成为主要部分。而且,由于生活水平的提高,人们也对空调的舒适性提出了更高的要求。因此,采用新型的舒适性空调末端和节能无污染的空调系统成为人们研究的热点问题。本文主要研究的是以辐射换热为主的空调末端和与之匹配的CO2跨临界水水热泵系统,其中包括地板采暖供热和冷天花顶板供冷。通过数值模拟和实验相结合的方法对其进行研究,为其应用提供了有价值的依据。数值模拟采用CFD软件建立物理和数学模型,在给定的初始条件和边界条件下,对模型内的温度场、速度场和热舒适性进行模拟。模拟中不涉及湿度的调节问题,没有进行计算。在实验方面,只进行了地板采暖的实验,通过对模拟结果和实验结果的对比分析,得出了此种辐射空调末端的优势,证明了其节能和舒适的主要两大优点。此外,以此种辐射空调末端的换热特点为依据,也对CO2跨临界水水热泵系统进行了模拟,分别对采暖和供冷情况对系统的总体效果进行了分析。包括系统的COP,供水流量,供水温度以及系统换热量之间的关系,并得出结论,将CO2跨临界循环水水热泵系统用于此种混合型辐射空调,冬夏用一套设备,既能环保,又能达到较高的COP值,节省了能源。最后,为本课题所需要作的进一步的后续研究提出了建议。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 辐射空调末端简介
• 1.3 存在的问题
• 1.4 国内外研究现状
• 2 热泵系统简介'>1.5 CO₂热泵系统简介
• 1.6 本课题研究的内容﹑方法和意义
• 1.7 本章小结
• 第二章 数值模拟与计算结果分析
• 2.1 建立物理模型
• 2.2 基本控制方程和模型
• 2.3 网格划分
• 2.4 初始条件与边界条件
• 2.5 计算结果分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 实验研究
• 3.1 实验系统介绍
• 3.2 地板采暖实验结果分析
• 3.3 本章小结
• 2跨临界循环系统作为末端的热源与冷源的分析'>第四章 用CO₂跨临界循环系统作为末端的热源与冷源的分析
• 4.1 各种热源与冷源的选择
• 2 跨临界循环系统与地板采暖和冷天花顶板结合的优势'>4.2 CO₂跨临界循环系统与地板采暖和冷天花顶板结合的优势
• 2 跨临界循环系统的设计'>4.3 CO₂跨临界循环系统的设计
• 2 跨临界循环系统两器的模型建立'>4.4 CO₂跨临界循环系统两器的模型建立
• 2 跨临界循环系统的模拟计算和结果分析'>4.5 CO₂跨临界循环系统的模拟计算和结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢