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CO_2热泵技术在供暖系统中的应用研究

作　者: 周英涛
导　师: 李维仲
学　校: 大连理工大学
专　业: 动力工程
关键词: CO2 跨临界循环热泵供暖系统
分类号: TU833.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前,全球范围内的能源危机和环境污染已经引发了一系列的全球问题。解决的途径应该是开发以环保能源和节能技术相结合的新型环保、节能、有可持续发展能源系统。本文提出的应用CO₂热泵技术的供暖系统正是这种能源系统的典型应用,具有很大的经济效益和社会效益。在理论方面,本文对自然工质CO₂热力学特性和循环特性进行了深入研究。针对CO₂跨临界循环存在高排气温度和温度滑移等特点,论证了其在热泵热水系统方面应用的巨大优势。在实践方面,利用CO₂热泵原理建造了一套供暖系统。文中不仅对供暖系统的热负荷、供热能力进行计算,还对系统中的制冷机组、换热器、阀件、通风系统及风道进行了大量的试验分析。完成了对制冷机组、气体冷却器、蒸发器、换热器和其他辅件的选型和设计。最后,对应用CO₂热泵技术的供暖系统进行整体评价,同时,经过计算得出应用该系统比常规能源能够节能50%以上的结论。综上所述,本文提供了一种CO₂热泵技术应用于供暖系统的方法,为推进国家的节能环保提供了一种新的思路,具有广阔的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题研究背景及意义  8
  1.2 合成工质的替代与自然工质CO_2  8-12
    1.2.1 早期的制冷剂  8
    1.2.2 CFCs和HCFCs制冷剂的发现和开发  8-9
    1.2.3 绿色环保制冷剂  9-11
    1.2.4 CO_2制冷剂的再次崛起  11-12
  1.3 CO_2系统的研究进展和应用现状  12-14
    1.3.1 CO_2跨临界循环在热泵热水器中的应用  12-13
    1.3.2 CO_2跨临界循环在汽车空调中的应用  13-14
    1.3.3 CO_2亚临界循环在复叠式制冷系统中的应用  14
  1.4 本文研究的主要内容  14-15
2 CO_2热泵应用在供暖系统中的理论研究  15-20
  2.1 CO_2跨临界循环的基本原理  15-17
    2.1.1 CO_2蒸汽压缩式制冷循环的分类  15-16
    2.1.2 CO_2跨临界蒸汽压缩式制冷循环的特点  16-17
  2.2 CO_2热泵热水系统的特点  17-18
    2.2.1 跨临界的CO_2热泵循环  17
    2.2.2 跨临界的CO_2热泵热水器(供暖系统)  17-18
  2.3 供暖系统的种类与应用现状  18-20
3 CO_2热泵供暖系统的应用实例  20-48
  3.1 工程背景和设计条件  20
  3.2 CO_2热泵供暖系统的热负荷计算  20-22
  3.3 CO_2热泵供暖系统的水系统计算  22-25
  3.4 CO_2热泵供暖系统的热泵机组设计  25-37
    3.4.1 压缩机组的设计  25-27
    3.4.2 冷凝装置的设计  27-29
    3.4.3 蒸发器的设计  29-37
    3.4.4 节流装置的选定  37
  3.5 CO_2热泵供暖系统的末端风管计算  37-42
  3.6 CO_2热泵供暖系统的运行评价  42-48
4 CO_2热泵供暖系统工程评价  48-50
  4.1 CO_2热泵供暖系统工程初期投资分析  48
  4.2 CO_2热泵供暖系统年运行费用分析  48-49
  4.3 CO_2热泵供暖系统年环保性分析  49-50
结论  50-51
参考文献  51-53
致谢  53-54

CO_2热泵技术在供暖系统中的应用研究

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