基于大滑移温度非共沸工质的双冷源制冷系统性能研究

发布时间：2017-10-25 19:03

  本文关键词：基于大滑移温度非共沸工质的双冷源制冷系统性能研究

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【摘要】：为解决传统温湿度独立控制系统中溶液除湿与固体除湿存在的缺点与传统压缩式制冷空调系统中难以同时精确控制室内温湿度,能效相对较低,制冷剂对环境存在一定影响等问题。本文提出并研发了一种基于大滑移温度的非共沸工质的双冷源制冷系统,适合夏热冬冷地区户用型除湿辐射空调系统,实现了通过室内环境的温湿度独立控制来提高整个空调系统的能效与改善室内空气的品质。通过理论与实验相结合的方式对该系统的性能进行了探讨,并对该大滑移温度非共沸混合工质的换热特性进行了研究,主要研究内容与成果如下：本文总结了现有温湿度独立控制系统的运行情况,回顾了国内外有关温湿度独立控制技术与非共沸工质在制冷空调领域的研究进展。在此基础上首次提出了基于大滑移温度非共沸工质双冷源制冷系统,详细解释了其工作原理,并搭建以R32/R236fa为制冷剂的双冷源制冷系统性能测试平台,并对系统中典型工况下的实验数据误差进行分析,结果显示系统主要性能参数的最大相对误差均在10%左右,表明实验数据具有较高的可信度。此外,在双冷源制冷系统性能测试平台上,对大滑移温度非共沸工质在冷凝器中换热特性进行了实验研究。结果表明：与理论分析结果一样R32/R236fa在冷凝过程中存在明显的滑移温度。此外,混合工质在冷凝末端存在传热恶化的状态。与此同时,在大滑移温度非共沸工质双冷源制冷系统测试平台上,对系统的综合性能进行了大量实验研究,并结合理论分析。得到如下结论：该系统可同时产生15-19℃的高温冷冻水,6-9℃的低温冷冻水,系统可应用于温湿度独立控制系统中；当低温冷冻水为7℃、高温冷冻水为17℃时,质量组分浓度为50%：50%时,系统的COP为3.82。排气温度为70℃左右,系统运行稳定可靠；最后,本文构建了双冷源制冷系统的火用分析模型,通过分析了实验工况下系统及系统各部件的火用损失与火用效率,为大滑移温度非共沸工质双冷源制冷系统的优化提供了指导思路。
【关键词】：非共沸工质 温湿度独立控制 性能系数 双冷源制冷系统 火用效率分析
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB657
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符号表10-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 温湿度独立控制系统研究现状12-13
• 1.3 非共沸混合工质的研究现状13-16
• 1.3.1 制冷效率的提高13-14
• 1.3.2 用于低温系统14-15
• 1.3.3 目前研究现状与存在问题15-16
• 1.4 本文的研究内容16-18
• 第二章 大滑移温度非共沸混合工质优选18-24
• 2.1 构建传热模型建立18-19
• 2.2 多种工质换热过程计算19-21
• 2.3 多种工质换热过程分析21-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 基于大滑移温度非共沸工质双冷源制冷系统实验平台的构建24-34
• 3.1 基于大滑移温度非共沸工质双冷源制冷系统原理24-25
• 3.2 基于大滑移温度非共沸工质双温双冷源制冷系统的实验装置25-31
• 3.2.1 实验系统组成25-26
• 3.2.2 双冷源制冷系统硬件构成26-27
• 3.2.3 双冷源制冷系统测量系统27-30
• 3.2.4 实验工质30-31
• 3.3 实验测试内容31
• 3.4 实验系统误差分析31-32
• 3.4.1 误差分析基本原理31
• 3.4.2 实验数据误差分析31-32
• 3.5 本章小结32-34
• 第四章 基于大滑移温度非共沸工质双冷源制冷系统性能研究34-55
• 4.1 理论分析34-37
• 4.1.1 模型建立34
• 4.1.2 模型计算假设34
• 4.1.3 理论分析结果34-37
• 4.2 实验研究内容及方法37-38
• 4.2.1 变质量组分浓度下双冷源制冷系统的性能37
• 4.2.2 变高低温冷冻水温度下双冷源制冷系统的性能37-38
• 4.2.3 变换热介质流量下双冷源制冷系统的性能38
• 4.3 实验结果38-53
• 4.3.1 非共沸工质质量组分浓度对双冷源制冷系统COP的影响38-41
• 4.3.2 变高低温冷冻水温度下双冷源制冷系统的性能41-45
• 4.3.3 变换热介质流量下双冷源制冷系统的性能45-50
• 4.3.4 大滑移温度非共沸工质R32/R236fa冷凝过程初步研究50-53
• 4.7 本章小结53-55
• 第五章 基于大滑移温度非共沸工质双冷源制冷系统的火用分析初探55-61
• 5.1 火用分析模型建立的理论基础55-56
• 5.1.1 质量、能量守恒定律55
• 5.1.2 火用的类型及计算方法55-56
• 5.2 火用分析的常用指标56-57
• 5.2.1 火用分析56
• 5.2.2 火用效率56-57
• 5.2.3 火用损率57
• 5.3 双冷源制冷系统火用分析模型57-59
• 5.3.1 压缩机火用分析模型58
• 5.3.2 低温蒸发器的火用分析模型58
• 5.3.3 高温蒸发器的火用分析模型58
• 5.3.4 冷凝器的火用分析模型58
• 5.3.5 节流阀的火用分析模型58-59
• 5.3.6 系统的火用分析模型59
• 5.4 双冷源制冷系统设计工况下的火用分析59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 研究总结与展望61-63
• 6.1 研究总结61-62
• 6.2 研究展望62-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-70
• 硕士期间发表论文及其他成果70

【参考文献】

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