当前位置:主页 > 经济论文 > 建筑经济论文 >

R32涡旋压缩机排气温度控制方法研究

发布时间:2019-03-18 20:15
【摘要】:为了应对“臭氧层破坏”和“全球气候变暖”两大主要环境问题,根据《蒙特利尔议定书》要求,目前在空调/热泵领域广泛使用的HCFCs制冷剂正在加速淘汰。发展零ODP、低GWP的环保制冷剂是制冷和暖通空调行业面临的迫在眉睫的问题。R32的ODP为零,GWP相对较低,且具有热工性能优良、循环性能高、价格便宜等优点,是空调热泵领域一种重要的中长期替代制冷剂。然而,R32较高的排气温度是限制其大规模应用的主要问题之一。因此,研究R32涡旋压缩机排气温度控制方法对于推动R32的替代和应用有重要意义。本文对降低排气温度的三种主要方法,吸气两相、中间喷液和两相喷射进行了深入评价和研究。首先,建立了考虑涡旋壁温度分布的涡旋压缩机动态分布参数模型。在总结前人的热力学模型的基础上,进一步分析了压缩过程中涡旋壁导热的物理过程,通过时间尺度上的分析将周期边界条件转化为稳态边界条件,从而将该过程简化为具有对流换热边界条件的一维稳态导热过程。通过实验数据修正和验证了该模型,结果表明该模型具备较高的精度。其次,基于验证的模型,深入分析了三种方法对压缩过程内部参数、排气温度、性能和压缩机运行范围的影响,并进一步探讨了三种方法的系统实现方式。结果表明三种方法均能有效降低R32涡旋压缩机排气温度,但对压缩机的性能影响有所不同。两相喷射能在降低排气温度的同时,能显著提升压缩机的制冷量和COP,提出了单喷射支路和双喷射支路两种两相喷射实现方式。然后,建立了可用于三种排气温度控制方法的R32涡旋压缩机实验台。通过实验进一步研究了三种方法在压缩机和系统工况下的性能。结果表明,低压腔压缩机吸气两相时存在最低的实际吸气干度;中间喷液时应选用合适直径的喷射通道避免液体被加热汽化;两相喷射在制冷和制热工况下都展现了较大的性能优势;采用三种技术后,系统的蒸发温度和冷凝温度发生了偏移,具体到两相喷射,其蒸发温度下降,冷凝温度升高,且存在最优喷射比。最后,通过模拟仿真研究了单喷射支路两相喷射系统的设计和控制方法。从压缩机的角度指出了理想喷射点,并通过优化中间换热器的大小和中间压力的控制使得实际喷射点趋近理想喷射点。结果表明,两相制冷剂喷射系统的中间换热器面积存在合理范围,而中间压力可以根据排气温度来优化控制。
[Abstract]:In order to deal with the two major environmental problems of "ozone layer destruction" and "global warming", HCFCs refrigerant, which is widely used in air conditioning / heat pump field, is being accelerated in accordance with the requirements of the Montreal Protocol. Developing zero GWP, low GWP environmental friendly refrigerant is an urgent problem faced by refrigeration and HVAC industry. R32 has the advantages of zero ODP, relatively low GWP, excellent thermal performance, high cycle performance and low price, and so on. It is an important medium-and long-term alternative refrigerant in the field of air-conditioning and heat pump. However, the high exhaust temperature of R 32 is one of the main problems limiting its large-scale application. Therefore, it is of great significance to study the exhaust temperature control method of R32 scroll compressor in order to promote the replacement and application of R32. In this paper, three main methods of reducing exhaust temperature, suction two-phase, intermediate liquid injection and two-phase injection, have been deeply evaluated and studied. Firstly, the dynamic distribution parameter model of scroll compressor considering the temperature distribution of vortex wall is established. On the basis of summarizing the previous thermodynamic model, the physical process of heat conduction of vortex wall in compression process is further analyzed, and the periodic boundary condition is transformed into steady state boundary condition by time scale analysis. Thus, the process is simplified to a one-dimensional steady-state heat conduction process with convective heat transfer boundary conditions. The model is modified and verified by experimental data. The results show that the model has high accuracy. Secondly, based on the verification model, the effects of the three methods on the internal parameters, exhaust temperature, performance and operating range of the compressor are deeply analyzed, and the system implementation methods of the three methods are further discussed. The results show that all the three methods can effectively reduce the exhaust temperature of the R32 scroll compressor, but have different effects on the performance of the compressor. The two-phase injection can not only reduce the exhaust temperature, but also significantly increase the cooling capacity of the compressor. COP, proposed two kinds of two-phase injection modes: single injection branch and double injection branch. Then, the R32 scroll compressor experimental bench, which can be used in three exhaust temperature control methods, is set up. The performance of the three methods under compressor and system conditions is further studied by experiments. The results show that the low pressure cavity compressor has the lowest actual suction dryness when the two phases are aspirated, and the proper diameter injection channel should be chosen to avoid the liquid vaporization when the liquid is injected in the middle of the compressor. The two-phase injection shows great performance advantage under both cooling and heating conditions. The evaporation temperature and condensation temperature of the system are shifted after three kinds of techniques. When two-phase injection is used, the evaporation temperature decreases, the condensation temperature increases, and there is an optimal injection ratio. Finally, the design and control method of two-phase injection system with single injection branch is studied by simulation. The ideal injection point is pointed out from the angle of compressor. By optimizing the size of the intermediate heat exchanger and the control of the intermediate pressure, the actual injection point approaches the ideal injection point. The results show that the area of the intermediate heat exchanger in the two-phase refrigerant injection system has a reasonable range, and the intermediate pressure can be optimized according to the exhaust temperature.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU83

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨骅,屈宗长;涡旋压缩机泄漏研究综述[J];流体机械;2003年11期

2 彭斌,刘振全,李海生;变频涡旋压缩机测试系统的研究[J];化工自动化及仪表;2005年03期

3 彭斌;李超;刘振全;;天然气变频涡旋压缩机的密封研究[J];润滑与密封;2005年06期

4 彭斌;刘振全;张洪生;张力;;天然气变频涡旋压缩机的性能研究[J];兰州理工大学学报;2006年06期

5 陈荣;王文;;微型涡旋压缩机泄漏的理论计算[J];流体机械;2008年06期

6 戴金跃;张小军;;目前空调涡旋压缩机发展的技术动向[J];镇江高专学报;2008年03期

7 胡跃华;范海明;李海生;陈英华;李迎;;涡旋压缩机虚拟样机运动仿真的研究[J];煤矿机械;2009年02期

8 陈凯;刘益才;张建平;辛天龙;陈思明;;无油涡旋压缩机的关键技术综述及其发展展望[J];真空与低温;2011年01期

9 平贺正治;莫培杰;;车辆空调用涡旋压缩机[J];国外铁道车辆;1989年04期

10 Naoshi Uchikawa;莫培杰;;空调用涡旋压缩机[J];国外铁道车辆;1990年05期

相关会议论文 前10条

1 王廷奇;;内部高压涡旋压缩机用电机设计研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年

2 周英涛;郑星;;涡旋压缩机起动卸载结构的研究[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

3 廖全平;王晓刚;谢荣;;异常环境下涡旋压缩机应用[A];2001年全国空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2001年

4 王宝龙;李先庭;彦启森;石文星;;涡旋压缩机通用几何模型研究[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(2)[C];2004年

5 赵远扬;李连生;束鹏程;;热泵用涡旋压缩机可靠性研究[A];第六届全国低温与制冷工程大会会议论文集[C];2003年

6 曹霞;陈芝久;;立式高压型全封闭涡旋压缩机的高机械效率分析[A];上海市制冷学会一九九九年学术年会论文集[C];1999年

7 曹霞;陈芝久;;任意实数圈涡旋压缩机的几何分析[A];上海市制冷学会一九九九年学术年会论文集[C];1999年

8 G.F.HUNDY;付伟纯;;谷轮冷冻涡旋压缩机及其应用[A];2000年中国食品冷藏链大会暨冷藏链配套装备展示会论文集[C];2000年

9 唐甜甜;汪军;束鹏程;;涡旋压缩机动力模型的研究[A];第六届全国低温与制冷工程大会会议论文集[C];2003年

10 刘强;樊水冲;何珊;;喷气增焓涡旋压缩机在空气源热泵热水器中的应用[A];第十三届全国热泵与系统节能技术大会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前4条

1 记者 李晚成 通讯员 鄢立民;无油涡旋压缩机生产基地开建[N];江西日报;2010年

2 郭寿文;首个无油涡旋压缩机生产基地开建[N];中国工业报;2010年

3 谢荣;春兰5HP涡旋压缩机技术获突破[N];消费日报;2007年

4 陈晓平;延伸价值链[N];21世纪经济报道;2012年

相关博士学位论文 前6条

1 肖根福;无油涡旋压缩机腔内流场建模仿真及实验研究[D];南昌大学;2013年

2 李超;驱动轴承内嵌式涡旋压缩机特性研究[D];兰州理工大学;2007年

3 余洋;涡旋压缩机动力特性及仿真模拟研究[D];兰州理工大学;2014年

4 刘兴旺;提高变频涡旋压缩机压缩性能的方法研究[D];兰州理工大学;2011年

5 赵Z,

本文编号:2443201


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/2443201.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户cb8d6***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com