热泵蒸馏水机节能优化

发布时间：2017-09-14 12:47

  本文关键词：热泵蒸馏水机节能优化

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【摘要】：在工业、医用行业以及日常生活中,蒸馏水都有广泛的应用。蒸馏水的成本很高,主要是制取蒸馏水时会消耗很多能源。因为热泵蒸馏水技术比传统电加热制取蒸馏水的技术更加节能环保,使得热泵蒸馏技术成为制取蒸馏水的重要方法,为此对热泵蒸馏水机进行节能优化设计就很有意义。本文完成了冻水箱内的蒸发器、交换箱内的蒸发器和冷凝器的设计计算,确定冻水箱内制冷剂蒸发管规格为外径0.008m,厚0.5mm,长1.32m;交换箱内制冷剂蒸发管规格为外径12.7mm,厚1mm,长4.6m;交换箱内制冷剂蒸发管规格为内径10.7mm,厚1mm,长0.876m;计算得出引射器关键参数喷嘴直径为1.2mm。通过对毛细管内节流过程的CFD模拟,得出了制冷剂液相部分在管内的分布。通过对五种型号毛细管内制冷剂在过冷度为3℃、6℃、9℃、12℃、15℃下的流动过程进行CFD模拟,得出了毛细管入口处制冷剂过冷度越大,毛细管出口制冷剂液相体积分数越大得结论,对毛细管选型有重要指导作用。最后对五种型号毛细管分别进行实验研究,得出Ⅰ号毛细管(内径×长度为1.7mm×1700mm)最适合本系统,其它四种均有不适合。原因是Ⅰ号毛细管虽然出口制冷剂液相体积分数稍小,但排气温度、回气温度、排气压力、回气压力和能效都是最适合的,所以综合起来,第一种毛细管是本系统最合适的型号。第二种毛细管排气温度、回气温度、排气压力、回气压力也是相对较好的,但是考虑到其能效最低,所以不适合本系统。第三、四两种毛细管排气压力、回气压力都比较适合,但是排气温度、回气温度都不适合,能效处于中间水平,综合考虑不合适本系统。第五种毛细管在排气温度、回气温度都不适合,且能效也很低,所以也不适合本系统。对内径1.4mm毛细管,长度在1300-1500mm范围内,制冷剂充注528g时,对于本系统,排气温度温度随着毛细管管长的增加而降低,回气温度随着毛细管管长的增加而降低,排气压力与回气压力的变化趋势保持一致,系统能效随着毛细管长度增加而降低。
【关键词】：热泵蒸馏水机 换热器 节能优化 CFD模拟 选型
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ123.5;TH38
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景及意义9
• 1.2 净水的相关工艺与热泵蒸馏法对比分析9
• 1.3 热泵蒸馏水机相关应用9-10
• 1.4 国内外蒸馏水机节能优化的相关研究10-11
• 1.4.1 国外蒸馏水机节能优化的研究10-11
• 1.4.2 国内蒸馏水机节能优化的研究11
• 1.5 制冷/热泵系统内毛细管匹配的研究背景11-12
• 1.6 问题的提出12
• 1.7 热泵蒸馏水机节能优化的主要工作12
• 1.8 课题实验方案12
• 1.9 本章小结12-14
• 第二章 热泵蒸馏水机换热器和引射器设计14-24
• 2.1 热泵蒸馏水机系统原理介绍14-15
• 2.2 换热器设计计算15-21
• 2.2.1 冻水箱管长计算15-18
• 2.2.2 交换箱内制冷剂冷凝管设计计算18-20
• 2.2.3 交换机内制冷剂蒸发管换热设计计算20-21
• 2.3 引射器的设计计算21-23
• 2.3.1 计算喷嘴直径2d21-22
• 2.3.2 计算体积引射系数，，确定抽气量22
• 2.3.3 计算引射器的其他参数22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 毛细管的选型及 CFD 模拟24-51
• 3.1 毛细管的简介24
• 3.2 制冷剂在毛细管内的流动24
• 3.3 制冷装置毛细管的选型24-25
• 3.4 制冷剂在毛细管内气液两项流动的CFD模拟25-50
• 3.4.1 Fluent介绍25
• 3.4.2 网格划分25-26
• 3.4.3 毛细管数学模型的建立26-27
• 3.4.4 初始条件设定27-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 热泵蒸馏水机毛细管匹配的实验研究51-58
• 4.1 实验系统简介51-56
• 4.1.1 实验台布置51-52
• 4.1.2 实验设备简介52-54
• 4.1.3 测量仪器的简介54-56
• 4.2 实验准备工作56-57
• 4.2.1 搭建实验台56-57
• 4.2.2 温度、压力测量位置的布置57
• 4.3 实验步骤57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 实验结果及分析58-73
• 5.1 实验现象58
• 5.2 实验结果及分析58-72
• 5.2.1 五种型号毛细管压缩机排气温度的分布及分析58-60
• 5.2.2 五种型号毛细管压缩机回气温度的分布及分析60-62
• 5.2.3 五种型号毛细管压缩机排气压力的分布及分析62-64
• 5.2.4 五种型号毛细管压缩机回气压力的分布及分析64-66
• 5.2.5 五种型号毛细管压缩机电压、电流、功率的分布及分析66-68
• 5.2.6 五种型号毛细管下产水量、能效的分布及分析68-71
• 5.2.7 毛细管选型的综合分析71-72
• 5.3 本章小结72-73
• 第六章 结论与展望73-74
• 6.1 结论73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78

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本文编号：850120