学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

中高温热泵自然工质的理论与实验循环性能研究

作　者: 陈晨
导　师: 王怀信
学　校: 天津大学
专　业: 工程热物理
关键词: 中高温热泵自然工质循环性能板式换热器
分类号: TK115
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 85次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

以工业废热为热源的中高温热泵技术的开发,对于拓展热泵节能技术的应用空间、提供工业余热资源回收利用手段具有重要意义,目前国内对中高温热泵系统的研究与开发基本处于起步阶段。由于中高温热泵系统不存在专用的部件和公认的工质,因此中高温热泵技术的研究重点为基于常温热泵系统硬件,寻找环境性能和循环性能俱优的中高温热泵适用工质。人工合成工质绝大多数扩散到大气中,对地球生态环境带来潜在危险,自然工质被称为解决环境问题的最终方案。本文立足于R134a常温热泵系统硬件,着眼于自然工质,以工质与系统硬件相匹配为筛选原则,采用改进的理论循环性能分析计算方法,在60-105℃冷凝温度范围内,在30、35、40、45℃循环温升下,对ODP为0,GWP很低的环保型自然工质进行了理论循环性能对比研究,筛选出环境性能和循环性能俱优的自然工质R600a和R600。采用改进型的对比实验评价方法,在60-95℃冷凝温度范围内,对两种自然工质R600a、R600进行了循环性能实验研究。结果表明:与课题组前期优选工质R245fa相比,自然工质R600a和R600具有更优良的循环性能,两种自然工质的COP和制热量均高于R245fa,综合性能也优于R245fa。在所考察的冷凝温度范围内,R600的排气温度和压缩机耗功低于R600a,COP高于R600a,综合循环性能优于R600a;尤其是在80℃冷凝温度以上的高温工况下,R600的性能优势更为明显。R600a和R600具有可燃性,使用时应采取安全性措施。采用在不可燃合成工质中添加少量的R600a和R600组成混合工质的方法,可以得到满足安全性要求的优良工质。本文按照上述方法得到了混合工质M2,针对其进行实验研究,结果表明,混合工质M2的COP和制热量均高于R245fa,综合循环性能也优于R245fa,循环性能得到提高,安全性能也得到保证。换热设备是热泵系统的重要部件,换热器匹配也是中高温热泵设计的主要内容。随着板式换热器近年来的迅速发展,针对板式换热器的选型优化问题越来越受到重视。本文对板式换热器选型进行了初步探讨,采用稳态分布参数分相数值模拟计算模型,结合能量守恒方程和动量守恒方程进行了板式换热器的选型,并通过对工质R22以及自然工质的选型计算进行了可靠性验证。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 课题的研究背景及意义  7-10
  1.2 板式换热器的研究现状  10-15
  1.3 本文主要内容  15-17
第二章中高温热泵工质的理论循环性能分析  17-34
  2.1 中高温热泵工质的筛选  17-19
  2.2 计算方法  19-21
  2.3 工质的理论循环性能  21-32
  2.4 小结  32-34
第三章中高温热泵工质循环性能实验研究  34-60
  3.1 实验系统简介  34-36
  3.2 两器水路流量计校核  36-37
  3.3 循环性能的实验研究  37-59
  3.4 小结  59-60
第四章换热器换热性能的理论研究  60-74
  4.1 板式换热器构造、工作原理及特点  60-62
  4.2 换热器模型简介  62-63
  4.3 板式换热器数值模拟模型  63-65
  4.4 板式换热器设计选型和验证  65-73
  4.5 小结  73-74
第五章结论与建议  74-76
  5.1 结论  74-75
  5.2 建议  75-76
参考文献  76-79
符号表  79-80
致谢  80

中高温热泵自然工质的理论与实验循环性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文