R417A热泵热水器性能及水平环形通道内凝结换热的研究

发布时间：2018-01-13 19:06

  本文关键词：R417A热泵热水器性能及水平环形通道内凝结换热的研究　出处：《西安科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着全球经济的快速发展,能源枯竭和环境污染现已成为全球共同关注的两大问题,从可持续发展角度出发,有效降低建筑热水能耗是暖通行业的重要发展主题之一。热泵热水器具有高效、节能、环保等诸多优势,并且制冷工质对其运行性能有很大影响。本研究以R417A为制冷工质,在冷凝器入口水温变化范围为20～60℃,水流量变化范围为0.6～1.0m3/h的情况下,通过采集测点温度、压缩机压力、输入功率等,计算得到冷凝器的总换热量、总换热系数,热泵热水器的制热量、制热性能系数,压缩机的吸、排气压力、输入功率等。在循环加热和直流加热两种工况下,分析了冷凝器的换热性能、压缩机的运行状况与冷凝器进水温度、进水流量之间的关系,以及水侧对流换热系数hw、努赛尔数Nu与雷诺数Re的关系。同时对制冷剂R417A与R134a在热泵热水器中的制热量、COP、功率和压缩机吸、排气压力等性能进行比较,分析了两个制冷剂在空气源热泵中的优缺点。最后根据采集到的数据和水侧换热系数hw计算出水平环形通道内R417A的凝结换热系数及各测点的局部换热系数,并利用已有的关联式对混合工质在水平环形通道内的凝结换热进行验证。结果表明:(1)在冷凝器进水流量一定的情况下,冷凝器总换热量、总换热系数、制热量和制热系数COP随入口水温的升高而减小,而压缩机吸、排气压力、输入功率却随入口水温的升高而增大;在冷凝器进水流量一定的情况下,随着水平环形通道内Re的增大,hw和Nu随之增大;在冷凝器进水温度一定的情况下,冷凝器总换热量、总换热系数、热泵热水器制热量和制热性能系数COP随进水流量的升高而增加,而压缩机吸、排气压力、输入功率却随入口水温的增大而减小。(2)对比分析R417A和R134a两种工质系统的运行性能,在同一工况下,R134a系统比R417A系统的压缩机吸、排气压力小,输入功率低。但是R417A系统在制热量和COP上明显优于R134a系统。(3)随着冷凝过程的持续进行,环形通道内的制冷剂温度沿程降低,最终趋于平缓状态。在冷凝器进水流量一定的情况下,凝结换热系数随进水温度的升高而降低;在进水温度一定的情形下,换热系数随着进水流量的增加而增大;在一定进水流量下,相同干度时,热流密度越大,局部凝结换热系数越大;同一进水流量、同一热流密度下,局部凝结换热系数随制冷剂干度的下降而减小。(4)采用Cavallini和Yu—Koyama混合制冷剂的凝结换热计算关联式,计算得到R417A的凝结换热系数,并与实验结果进行比较,分析了 R417A实验结果与各关系式计算结果的偏差,结果表明Cavallini关联式能更好的预测实验结果。
[Abstract]:With the rapid development of the global economy, energy depletion and environmental pollution have become two major issues of global common concern, from the perspective of sustainable development. Reducing energy consumption of building hot water is one of the most important topics in HVAC industry. Heat pump water heater has many advantages, such as high efficiency, energy saving, environmental protection and so on. R417A was used as refrigerant, and the range of water temperature at the inlet of condenser was 20 ~ 60 鈩，

本文编号：1420135