辐射供暧房间空调器的特性研究及系统优化

发布时间：2019-08-16 13:07

【摘要】：房间空调器以其高效、节能、环保等优势得以广泛应用。其制冷效果良好,但是在冬季工况下供热具有极强的气候依赖性。为改善房间空调器的供热性能,降低其气候依赖性,本文介绍了辐射供暖房间空调器系统,即在传统房间空调器的基础上增设辐射供热末端——地埋冷凝管,以制冷剂作为直接传热热媒通过地板进行辐射供暖。本文建立了稳态工况下辐射供暖房间空调系统模型。用分布参数法建立了冷凝器和蒸发器的数学模型,用理论计算法建立了压缩机的数学模型,用关联式与分布参数结合的方法建立了毛细管数学模型,而对于地埋冷凝管,则是用微分方程建立其换热过程的数学模型。在二分法的基础上,用MATLAB分别对使用R290、R410作制冷剂的辐射供暖房间空调器系统相关模型进行数值求解。并对R290辐射供暖房间空调器不同末端供热、不同模式供热的模拟结果进行了分析,将其与相同工况下R410a系统的模拟结果进行对比分析。最后,从地埋冷凝管的进一步优化、R290最佳充注量探究、系统变负荷运行3个方面作优化。得到以下结果：1.R290系统的地埋冷凝管供热优于风机盘管供热。相同环境条件下,采用地埋冷凝管供热的换热量低于风机盘管供热,但室内温度高于风机盘管供热下的室内温度,并且室内温度较为恒定,受环境影响小,系统保持较高的供热COP。R290系统连续运行能够使室内保持良好的热舒适度,分时段连续运行模式亦能满足采暖需求,充分发挥了地板辐射供暖的良好蓄热性,并且这种运行方式更加节能。2.将R290系统与R410a系统供热性能对比得到：相同工况下,R410a的工作压力比R290高出约56%。分别采用R290和R410a作为制冷剂均可以获得舒适的室内温度,达到良好的供热效果。R410a的供热COP仅为R290的85.5%左右。3.系统优化结果为：(1)地埋冷凝管上焊接丝网起到强化传热作用,丝网间距越小,地板表面温度和热流密度值越大,本文推荐使用60mm丝网间距。铜丝、铝丝、铁丝、钢丝的强化传热效果依次减弱,铜丝价格昂贵,钢丝传热性能差,本文推荐采用铝丝或者铁丝。(2)系统辐射供热时,冷凝压力、冷凝温度随着R290充注量的增加而增大,蒸发压力随R290充注量的增加略微下降,供热COP则随着R290充注量的增加先增大后减小。本系统R290的最佳充注量为390g。(3)R290辐射供暖房间空调器在压缩机40%负荷制热,连续采暖稳定运行时,系统的供热COP最高,系统运行效率最好。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU83

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本文编号：2527454