水源热泵系统设计及仿真研究

发布时间：2017-06-15 16:00

  本文关键词：水源热泵系统设计及仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：节能减排,保护环境是我国经济发展的方向,提高能量的利用效率是节能减排的重要举措。目前我国运行的火(核)电场中大量的冷却水排空到环境中,造成能源的浪费和对环境的热污染。水源热泵系统作为一种回收利用火(核)电厂冷却水余热的节能装置,有着巨大的发展潜力。 本文针对利用水源热泵系统回收火(核)电厂冷却水余热进行了仿真模拟研究。首先建立了水源热泵系统中蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置的稳态分布参数模型,通过对模型模拟计算了冷凝器冷却水进水温度、进水流速以及工质过热度等对冷凝器换热产生影响,结果表明：进水温度过高、工质流出蒸发器以及进入冷凝器过热度过大时都不利于冷凝器的高效运行；水流速度也会影响冷凝器的换热效率,换热效率随水流速度的增大而增加,当水流速度增加到一定值时换热效率的增加由逐渐变缓到不再发生变化。通过冷凝器模型分析上述影响换热效率的作用机理：运行工况的变化会使热泵工质的相区发生迁移,当两相区所占相区的比重较大时,系统运行效率高,反之较低。根据仿真模拟计算所得的影响冷凝器的因素研究,可以为提高热泵系统的运行效率提供优化得运行参数。用Clenda模型的思想对热泵工质的在过热区与过冷区的物性进行了拟合计算,得到了热泵工质一些重要物性参数的拟合系数,提高了仿真模拟的计算精度与速度。采用Visual Studio2010软件,在仿真模拟分析的基础上对热电厂冷却水余热回收热泵系统的设计进行了可视化编程,编制了计算软件,为此类热泵产品设计计算提供了有效的工具。
【关键词】：水源热泵 仿真模拟 稳态分布参数模型 工质 设计计算
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK115;TH38
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景和意义9-11
• 1.1.1 我国的能源现状9-10
• 1.1.2 电厂冷却水余热回收的意义10
• 1.1.3 水源热泵仿真模拟的意义10-11
• 1.2 课题研究现状11-13
• 1.3 课题要解决的问题和使用的方法13-15
• 2 热泵工质物性的简化计算及软件的开发15-32
• 2.1 常用工质物性的计算方法15-21
• 2.2 过热过冷区工质物性计算的拟合模型21-29
• 2.3 计算软件的开发29-31
• 2.7 本章小结31-32
• 3 水源热泵系统的数学模型32-50
• 3.1 压缩机模型的建立34-37
• 3.1.1 稳态仿真模型35-37
• 3.2 冷凝器模型的建立37-45
• 3.2.1 基本模型37-39
• 3.2.2 两相区控制方程39-40
• 3.2.3 单项区控制方程40-41
• 3.2.4 边界条件41
• 3.2.5 模型的求解41-43
• 3.2.6 算法流程43-45
• 3.3 热力膨胀阀模型的建立45-46
• 3.3.1 热力膨胀阀的结构45-46
• 3.3.2 工质的能量方程46
• 3.3.3 膨胀阀中工质热力性质的关联式46
• 3.4 蒸发器模型的建立46-49
• 3.4.1、建模的假设46-47
• 3.4.2、对流换热方程的建立47
• 3.4.3、算法的设计47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 4 模拟计算参数的变化对各部件的影响50-61
• 4.1 模拟计算过热度对压缩机及系统的影响50-52
• 4.2 模拟计算冷凝器各相区换热系数的变化规律52-55
• 4.3 冷凝器进口过热度对冷凝器换热量的影响55-57
• 4.4 冷凝器两侧温度的分布情况57
• 4.5 工质焓值的变化57-58
• 4.6 冷凝器进水温度对冷凝器换热量的影响58
• 4.7 冷凝温度对冷凝器换热量的影响58-59
• 4.8 水流速度对冷凝器换热量的影响59-60
• 4.9 本章小结60-61
• 5 热泵设计计算软件的编写61-73
• 5.1 冷凝器的设计计算61-66
• 5.1.1 冷凝器的设计步骤61
• 5.1.2 卧式壳管式冷凝器设计61-63
• 5.1.3 套管式冷凝器设计63-66
• 5.2 节流装置的选用66
• 5.3 蒸发器的设计计算66-67
• 5.3.1 蒸发器的设计步骤66-67
• 5.3.2 工质和载热介质质量流量的计算67
• 5.4 压缩机的选用67
• 5.5 可视化设计计算软件67-72
• 5.6 本章小结72-73
• 6 总结与展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.1.1 研究内容73
• 6.1.2 研究成果73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：452805