基于混合工质的准二级压缩高温热泵系统研究

发布时间：2018-06-18 10:14

  本文选题：高温热泵 + 混合工质　； 参考：《华中科技大学》2013年硕士论文

【摘要】：高温热泵技术的研究和发展可以扩大热泵技术应用范围，获得更大的节能环保效益。针对普通热泵制取高温热水时冷凝压力高、排气温度高等方面的限制和制热系数较低的缺点，，从工质和系统两个方面入手，提出采用高温热泵混合工质直接充注带经济器的准二级压缩系统的技术路线，采用空气源热泵的形式制取80℃的热水。本文从高温热泵工质和系统两个方面展开了理论和试验研究。 通过对工质的环境特性（包括COP、GWP），安全特性（包括毒性和可燃性）、工作压力和单位容积制热量进行定性和定量的分析，作为高温热泵工质的选择原则。采用PT状态方程编写程序计算R134a的热物性，对比发现越靠近临界点误差越大，无法满足高温热泵工况的计算要求。采用Matlab调用REFPROP软件，实现二元混合工质的自定义设计及循环性能的计算。综合考虑各项指标，设计了综合性能较好的二元混合工质MA、MB和MC，并确定其配比范围和基本特性指标值。 分析准二级压缩系统的带中间补气涡旋压缩机的结构并确定其结构参数，建立压缩机数学模型，以R134a为工质进行理论计算，得出低温热泵工况和高温热泵工况下对应的最佳预压缩内容积比分别为1.2~1.4和1.4~1.6，通过对补气系数的研究，发现其随水温的变化规律，并得出在高温热泵工况下准二级压缩系统相比普通系统同样具有更高的制热量和制热系数。通过对混合工质MA及MC进行理论计算发现，混合工质中的第一组分质量比例越高，综合性能越好，通过MA与MC的对比，发现MA相比MC具有更高的制热量，但是更小的制热系数。 按照要求制作高温热泵样机，在测试试验室对R134a和MA进行测试，通过试验结果分析，发现和理论计算的结论保持一致，通过最大负荷工况的测试以及高压2.8MPa的限制值确定MA中第一组分的最大质量百分比为90%。通过理论计算和试验数据的对比分析，发现两者具有较好的一致性，不过混合工质的计算参数需要试验数据的修正。
[Abstract]:The research and development of high temperature heat pump technology can enlarge the application range of heat pump technology and obtain more energy saving and environmental protection benefit. In view of the limitation of high condensing pressure and high exhaust temperature and the low heating coefficient in the preparation of high temperature hot water by ordinary heat pump, this paper starts with the working fluid and the system. This paper presents the technical route of a quasi-two-stage compression system with direct charging and belt economizer for high temperature heat pump. The hot water at 80 鈩

本文编号：2035124