新型空气源燃气机热泵冷热水机组实验研究
发布时间：2022-12-10 11:23
空气源燃气机热泵以天然气为能源通过燃气发动机驱动热泵系统运行。但是现有的热泵系统多以一个膨胀阀来实现制冷和制热工况的运行,其弊端在于当热泵系统的制冷和制热模式切换后,单个膨胀阀无法保证始终被安装在非常接近蒸发器入口的管路上,从而使得其中一种运行模式下的蒸发器换热效果变差,难以保证系统全年高效运行。此外,燃气发动机的余热在夏季全部被排放到环境中是一种浪费,而且在冬季若直接用于辅助蒸发时,性能比直接用于加热热水要差,由此可见,燃气发动机的余热利用模式和运行模式有待改良。针对以上问题,本文改进了运行系统,进行了热力计算和配件选型,采用了三个热力膨胀阀和一个非标设计的翅片管式换热器,设计了电气控制系统,开发了一台新型空气源燃气机热泵冷热水机组,并针对所开发的新型空气源燃气机热泵冷热水机组在全年运行工况下对系统性能的影响规律实验研究。主要结果如下:在夏季工况运行时,环境温度对系统性能影响较小,而在冬季工况运行时,环境温度对系统性能的影响较大。此外,发动机余热回收效果显著,在所有夏季工况下,系统PER1（考虑余热回收时的一次能源利用率）均比PER2（不考...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 背景
1.2 国内外研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第2章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组系统原理设计
2.1 新型空气源燃气机热泵冷热水机组制冷原理设计
2.2 新型空气源燃气机热泵冷热水机组制热原理设计
2.3 本章小结
第3章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组设备选型
3.1 压缩机的选型及计算
3.1.1 外部设计工况的确定
3.1.2 制冷循环设计及计算
3.1.3 压缩机的选型及技术参数
3.2 换热器的选型及计算
3.2.1 冷凝器的选型及计算
3.2.2 蒸发器的选型及计算
3.2.3 换热器冬季热负荷校核
3.3 节流装置的选择
3.4 制冷剂管路
3.5 其它辅助设备的选择及管件的选择
3.5.1 贮液器
3.5.2 油分离器
3.5.3 气液分离器
3.5.4 干燥过滤器
3.5.5 视液镜的选择
3.5.6 供液电磁阀的选择
3.5.7 四通换向阀的选择
3.5.8 管件的选择
第4章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组控制系统设计
4.1 新型空气源燃气机热泵冷热水机组控制系统的硬件组成
4.1.1 CPU与I/O模块选型和地址分配
4.1.2 电器元件及采集设备选型
4.2 自动控制程序设计
4.2.1 系统运行逻辑及编程说明
4.2.2 物联网屏组态与云组态介绍
4.3 本章小结
第5章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组实验分析
5.1 夏季工况运行实验分析
5.1.1 实验数据处理
5.1.2 转速对系统性能的影响
5.1.3 环境温度对系统性能的影响
5.1.4 蒸发器进水温度对系统性能的影响
5.2 冬季工况运行实验分析
5.2.1 实验数据处理
5.2.2 转速对系统性能的影响
5.2.3 环境温度对系统性能的影响
5.2.4 冷凝器进水温度对系统性能的影响
5.3 过渡季节工况运行实验分析
5.3.1 实验数据处理
5.3.2 转速对系统性能的影响
5.3.3 环境温度对系统性能的影响
5.3.4 冷凝器进水温度对系统性能的影响
5.4 误差分析
5.5 本章小结
第6章 结论及展望
6.1 结论
6.2 论文的创新之处
6.3 对今后的工作建议
参考文献
附录
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]充分发挥天然气在我国现代能源体系构建中的主力作用——对《天然气发展“十三五”规划》的解读[J]. 王震,薛庆. 天然气工业. 2017(03)
[2]Exploring heating performance of gas engine heat pump with heat recovery[J]. 董付江,刘凤国,李先庭,尤学一,赵冬芳. Journal of Central South University. 2016(08)
[3]燃气机热泵机组隔声装置降噪研究[J]. 方筝,杨昭,刘运陶,陈轶光. 振动与冲击. 2009(05)
[4]不结霜燃气机热泵的建模与性能分析[J]. 徐振军,杨昭. 天津大学学报. 2009(02)
[5]家用燃气热泵系统变环境温度性能分析[J]. 邓建强,李文良,张早校. 西安交通大学学报. 2007(01)
[6]燃气机热泵机组的研制与实验研究[J]. 顾安忠,黄震,张荣荣,鲁雪生,林文胜,张武高,李书泽. 制冷技术. 2005(04)
[7]天然气正逆联合循环动力及经济性匹配研究[J]. 郭斌,杨昭,程珩,张世钢. 天然气工业. 2005(11)
[8]燃气热泵及其它供热空调系统的能源利用分析评价[J]. 杨昭,张世钢,刘斌,马一太. 太阳能学报. 2001(02)
博士论文
[1]燃气机热泵热水器系统的理论与实验研究[D]. 王文斌.天津大学 2013
本文编号：3716664
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 背景
1.2 国内外研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第2章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组系统原理设计
2.1 新型空气源燃气机热泵冷热水机组制冷原理设计
2.2 新型空气源燃气机热泵冷热水机组制热原理设计
2.3 本章小结
第3章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组设备选型
3.1 压缩机的选型及计算
3.1.1 外部设计工况的确定
3.1.2 制冷循环设计及计算
3.1.3 压缩机的选型及技术参数
3.2 换热器的选型及计算
3.2.1 冷凝器的选型及计算
3.2.2 蒸发器的选型及计算
3.2.3 换热器冬季热负荷校核
3.3 节流装置的选择
3.4 制冷剂管路
3.5 其它辅助设备的选择及管件的选择
3.5.1 贮液器
3.5.2 油分离器
3.5.3 气液分离器
3.5.4 干燥过滤器
3.5.5 视液镜的选择
3.5.6 供液电磁阀的选择
3.5.7 四通换向阀的选择
3.5.8 管件的选择
第4章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组控制系统设计
4.1 新型空气源燃气机热泵冷热水机组控制系统的硬件组成
4.1.1 CPU与I/O模块选型和地址分配
4.1.2 电器元件及采集设备选型
4.2 自动控制程序设计
4.2.1 系统运行逻辑及编程说明
4.2.2 物联网屏组态与云组态介绍
4.3 本章小结
第5章 新型空气源燃气机热泵冷热水机组实验分析
5.1 夏季工况运行实验分析
5.1.1 实验数据处理
5.1.2 转速对系统性能的影响
5.1.3 环境温度对系统性能的影响
5.1.4 蒸发器进水温度对系统性能的影响
5.2 冬季工况运行实验分析
5.2.1 实验数据处理
5.2.2 转速对系统性能的影响
5.2.3 环境温度对系统性能的影响
5.2.4 冷凝器进水温度对系统性能的影响
5.3 过渡季节工况运行实验分析
5.3.1 实验数据处理
5.3.2 转速对系统性能的影响
5.3.3 环境温度对系统性能的影响
5.3.4 冷凝器进水温度对系统性能的影响
5.4 误差分析
5.5 本章小结
第6章 结论及展望
6.1 结论
6.2 论文的创新之处
6.3 对今后的工作建议
参考文献
附录
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]充分发挥天然气在我国现代能源体系构建中的主力作用——对《天然气发展“十三五”规划》的解读[J]. 王震,薛庆. 天然气工业. 2017(03)
[2]Exploring heating performance of gas engine heat pump with heat recovery[J]. 董付江,刘凤国,李先庭,尤学一,赵冬芳. Journal of Central South University. 2016(08)
[3]燃气机热泵机组隔声装置降噪研究[J]. 方筝,杨昭,刘运陶,陈轶光. 振动与冲击. 2009(05)
[4]不结霜燃气机热泵的建模与性能分析[J]. 徐振军,杨昭. 天津大学学报. 2009(02)
[5]家用燃气热泵系统变环境温度性能分析[J]. 邓建强,李文良,张早校. 西安交通大学学报. 2007(01)
[6]燃气机热泵机组的研制与实验研究[J]. 顾安忠,黄震,张荣荣,鲁雪生,林文胜,张武高,李书泽. 制冷技术. 2005(04)
[7]天然气正逆联合循环动力及经济性匹配研究[J]. 郭斌,杨昭,程珩,张世钢. 天然气工业. 2005(11)
[8]燃气热泵及其它供热空调系统的能源利用分析评价[J]. 杨昭,张世钢,刘斌,马一太. 太阳能学报. 2001(02)
博士论文
[1]燃气机热泵热水器系统的理论与实验研究[D]. 王文斌.天津大学 2013
本文编号：3716664
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