部分热回收风冷热泵机组的性能分析和实验研究

发布时间：2017-10-22 08:04

  本文关键词：部分热回收风冷热泵机组的性能分析和实验研究

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【摘要】：随着社会的发展和能源的消耗,节能、环保及可持续发展已成为当今社会亟需解决的重要课题。目前,大约有43%~70%的能源以废热的形式丢失,其中空调系统的冷凝热散热量比例极大。冷凝散热量可多达制冷量的1.15~1.3倍,这些释放到大气中的冷凝废热造成极大的资源浪费同时也加剧了温室效应,将这些热量回收用以生产热水,具有很高的节能价值。部分热回收风冷热泵系统是在原有的热泵空调系统中增设一套热回收装置,不需对原有系统做较大的改变即可提升系统的综合能效,因此,对其展开研究具有较好的理论价值和实际意义。以一台额定制冷(热)量为45kW的部分热回收风冷热泵为对象进行实验和理论研究,分析样机在名义制冷(环境温度35℃/出水温度7℃)和名义制热(环境温度7℃/出水温度45℃)两种标准工况,保持使用侧和热回收侧水流量不变的条件,热回收器出水温度分别稳定在45℃/50℃要求范围内时,样机的制冷/制热运行参数和性能变化规律。样机主要分析参数指标包括:制冷量/制热量、热回收量、压缩机吸/排气压力、压缩机吸/排气温度、节流前后温度、COP等性能参数。结果表明,样机在名义制冷工况45℃热水出水时,随着冷却风量的减少,制冷COPA降低了0.32,与无回收时相比COPA变化-10.55%~1.09%,综合COPW升高0.31。在50℃热水出水时,样机的COPA降低了0.25,与无回收时相比COPA降低3.64%~12.73%,而综合COPW升高0.17。当出水温度由45℃上升到50℃并分别采用单双风机冷凝时,样机制冷COPA在2.44%~4.68%范围内下降;样机在名义制热工况45℃和50℃出水时,随着出水温度的升高制热COPa也逐步提升,但制热COPa与无热回收时相比降低10.96%~14.73%,50℃出水时制热COPa比45℃时的COPa提升4.42%。冬季热水效率COPr极低,出水温度50℃时的COPr与45℃时相比降低10~15%,虽综合性能系数COPw有所下降,但COPw在45℃和50℃时分别高达3.28和3.09,远高于相应温度的COPa值2.49和2.60。综上所述可知,样机在名义制冷工况制冷COPA有所下降,但因系统对冷凝热的回收利用,样机综合性能系数COPW得到较大提升,远高于制冷COPA。样机在名义制冷工况的COPA达到国标GB19577-2004规定的制冷量≤50kW,COP≥2.4时,风冷机组额定能源效率等级的5级能效标准,能够满足风冷热泵机组在工程实践中的要求;样机在名义制热工况,可以在满足室内供暖时加热生产热水,样机制热量和制热COPa均有所下降,但综合性能系数COPw远高于相应温度的制热COPa,样机能源利用率有所提升。由上可知,因样机在原空调系统中增设一套热回收装置,从而提高了样机在名义制冷/制热工况的综合能效,具有一定的节能意义。
【关键词】：部分热回收 风冷热泵 名义工况 运行参数 性能系数
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景、目的和意义10-12
• 1.2 冷凝热回收技术概述12-19
• 1.2.1 热回收技术分类13-14
• 1.2.2 国内外热回收技术研究现状14-15
• 1.2.3 热泵机组理论研究现状15-16
• 1.2.4 热回收技术存在问题和发展16-18
• 1.2.5 热回收技术在空调领域的应用18-19
• 1.3 研究方法和主要研究工作19-20
• 1.3.1 研究方法19-20
• 1.3.2 主要研究工作20
• 1.4 本章小结20-22
• 第2章 部分热回收风冷热泵机组节能特性及影响因素22-32
• 2.1 部分热回收风冷热泵冷热水机组22-23
• 2.2 热回收节能原理和可行性分析23-26
• 2.2.1 热回收节能原理分析23-25
• 2.2.2 热回收节能可行性分析25-26
• 2.3 热回收系统性能影响因素分析26-30
• 2.3.1 风冷热泵内部影响因素分析26-27
• 2.3.2 风冷热泵外部影响因素分析27-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第3章 部分热回收风冷热泵机组实验系统32-47
• 3.1 环境模拟实验室32-36
• 3.1.1 环境模拟实验室性能32-35
• 3.1.2 环境模拟实验室测量参数35
• 3.1.3 环境模拟实验室测算方法35-36
• 3.2 热泵机组实验系统36-43
• 3.2.1 机组实验设备简介36-39
• 3.2.2 机组实验运行模式39-41
• 3.2.3 实验测试方法和布点41-43
• 3.3 核心部件选型与设计参数43-46
• 3.3.1 涡旋压缩机选型43-44
• 3.3.2 三种换热器设计选型44-45
• 3.3.3 机组其他辅助部件选型45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 实验研究结果与数据分析47-60
• 4.1 样机实验测试方案47-49
• 4.2 测试数据采集和处理49-51
• 4.3 名义制冷/制热工况性能研究51-58
• 4.3.1 样机在名义制冷工况下的实验性能分析51-56
• 4.3.2 样机在名义制热工况下的实验性能分析56-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第5章 结论与工作展望60-62
• 5.1 结论与创新60
• 5.2 工作展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读学位期间的研究成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 万水;;住宅建筑太阳能热水系统设计参数取值的探讨[J];中国给水排水;2011年18期

2 江辉民,王洋,马最良,姚杨;带热水供应的家用空调器的探讨[J];建筑热能通风空调;2004年01期

3 康松;朱绚丽;王胜;;冷水机组热回收技术应用展望[J];青岛理工大学学报;2010年03期

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本文编号：1077439