船用海水源热泵热水系统开发与性能分析

发布时间：2017-07-16 02:11

  本文关键词：船用海水源热泵热水系统开发与性能分析

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【摘要】：热泵热水系统是继燃气热水系统、电热水系统和太阳能热水系统的新一代热水装置，是综合电热水系统和太阳能热水系统优点的安全节能环保型热水系统。在船舶上使用热泵热水系统，把海水作为低位热源，制备生活热水是一个节能环保的方法。 本研究针对海水源热泵热水系统在船舶上应用中的一些关键问题进行了分析。首先对系统构成和功能分析的基础上，设计和搭建了海水源热泵热水试验系统。其次在试验系统完成的基础上，对海水源热泵热水系统的运行情况与运行稳定性进行了研究，系统制备50℃-55℃的生活热水，春秋过渡季节制热性能系数都在2.8以上。在春秋季，低温热源的温度为15℃以上时，经调整海水侧的出口的温度与流量，制热性能系数可以高达4.0。并针对生活淡水随气候温度变化的特点，研究得热泵热水系统在不同的水箱水温起始温度的情况下，系统的能耗随之上升，压缩机的排气压力与温度随着水箱温度的上升而上升。水箱水温起始温度对膨胀阀的进出口温差、冷凝器水侧温差、压缩机的吸气温度与压力都没有关系。同时考虑船舶吃水深度的不同而影响海水泵供水量的问题，研究表明在不同的蒸发器水流量的情况下，压缩机的进气温度与压力随着蒸发器流量的增大而增大。海水源热泵热水系统蒸发器水流量存在一定值使得热泵系统制热性能最优。 最后以三类人群的对象要求运用热经济模糊法将海水源热泵热水系统与其他两种热水系统进行了对比分析，，结果表明即便是业主、操作人员和设计人员对系统选取所关心的侧重点有所不同，但最终的评价结果却是一致的。热泵热水系统为最佳方案。
【关键词】：海水源水源热泵 热水器 性能分析 （火用yong）分析
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 热泵技术14-16
• 1.2.1 空气源热泵14-15
• 1.2.2 水源热泵15
• 1.2.3 土壤源热泵15-16
• 1.3 热泵热水系统16-20
• 1.3.1 热水器分类16-17
• 1.3.2 海水源热泵热水系统的应用意义17-18
• 1.3.3 热泵热水系统研究现状18-20
• 1.4 课题任务与研究内容20-22
• 1.4.1 主要课题20-21
• 1.4.2 拟解决的问题21-22
• 第2章 海水源热泵热水系统热力学分析22-36
• 2.1 热泵基本循环22-26
• 2.1.1 热泵的定义22
• 2.1.2 热泵循环的热力学原理22-23
• 2.1.3 蒸发温度与冷凝温度对热泵系统的影响23-25
• 2.1.4 过冷度与过热度对热泵系统的影响25-26
• 2.2 热交换形式26-30
• 2.2.1 海水源热泵热回收系统形式26-28
• 2.2.2 热回收分类及特点28
• 2.2.3 两器的热交换方式28-30
• 2.3 水系统设备选型30-35
• 2.3.1 制冷剂的选择30-31
• 2.3.2 压缩机的选择31-32
• 2.3.3 冷凝器的选择32-33
• 2.3.4 蒸发器的选择33
• 2.3.5 节流机构的选择33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 海水源热泵热水系统开发36-51
• 3.1 压缩机设计计算36-38
• 3.1.1 热泵循环中各点的参数计算36-38
• 3.2 各部件的计算与选型38-44
• 3.2.1 冷凝器的设计计算38-39
• 3.2.2 蒸发器的选型计算39-41
• 3.2.3 热力膨胀阀41
• 3.2.4 水泵的选型计算41-42
• 3.2.5 保温水箱的设计计算42-44
• 3.3 系统检测仪器的选型44-46
• 3.3.1 巡检仪44
• 3.3.2 压力传感器44
• 3.3.3 温度传感器44
• 3.3.4 功率电量计44-45
• 3.3.5 仪器清单45-46
• 3.4 系统设计46-48
• 3.4.1 温度测点布置的可信性46-47
• 3.4.2 实验样机系统图47-48
• 3.5 测量不确定度分析48-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第4章 海水源热泵热水系统的实验研究51-76
• 4.1 海水源热泵热水系统机组运行性能分析51-58
• 4.1.1 数据拟合理论51-52
• 4.1.2 海水源热泵热水系统运行性能实验准备52-53
• 4.1.3 压缩机的运行性能分析53-55
• 4.1.4 两器运行性能分析55-58
• 4.2 不同水箱起始温度的热泵性能58-69
• 4.2.1 热泵热水系统的（火用）分析58-63
• 4.2.2 不同水箱起始温度下压缩机的性能63-65
• 4.2.3 不同水箱起始温度下两器的性能65-67
• 4.2.4 不同水箱起始温度下的能耗分析67-69
• 4.3 蒸发器水流量对制热性能的影响69-75
• 4.3.1 蒸发器水流量对压缩机性能的影响69-71
• 4.3.2 蒸发器水流量对两器性能的影响71-73
• 4.3.3 不同蒸发器水流量的（火用）分析73-75
• 4.4 本章小结75-76
• 第5章 海水源热泵热水系统性能评价76-84
• 5.1 海水源热泵热水系统性能评价76-78
• 5.2 海水源热泵热水系统经济性分析78-83
• 5.2.1 海水源热泵热水系统费用年值法78-79
• 5.2.2 各种热水系统制备热水的费用年值79-80
• 5.2.3 海水源热泵热水系统热经济工程模糊分析80-83
• 5.3 本章小结83-84
• 第6章 总结与展望84-86
• 6.1 总结84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-91
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文与专利91-92
• 致谢92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 祁俊山,薛越霞;海水源热泵空调工程应用实例[J];工程建设与设计;2005年09期

2 徐伟;陈思嘉;何燕;黄伦达;;热管技术在余热回收中的应用研究进展[J];广东化工;2007年02期

3 于健;袁永林;张斌;;青岛国际帆船中心媒体中心海水源热泵综合调试[J];青岛理工大学学报;2006年06期

本文编号：546682