熱泵熱水機能效標準及CO2跨臨界水水熱泵的研究.pdf

1、在節(jié)能減排的背景下,本文以熱泵熱水機能效標準和CO2跨臨界水水熱泵循環(huán)為研究對象開展了研究。
　　本文對熱力學完善度進行理論研究。熱力學完善度即熱力學第二定律效率,它反映制冷熱泵設備的效率偏離理想狀態(tài)下效率的程度,其意義在于,它可用于評價同類制冷熱泵設備變工況下的能效水平,還可用于比較不同類制冷熱泵設備的能效水平。本文對我國市場上熱泵熱水機的能效現(xiàn)狀進行調研,結果顯示空氣源普通型熱泵熱水機 COPh值最低值為2.93;水源熱泵熱水

2、機 COPh值最低值為3.55。以樣本調研數據為基礎,結合熱力學完善度理論分析,提出熱泵熱水機的3級能效標準的建議值,例如普通型空氣源熱泵熱水機的COPh從3級、2級到1級分別3.7、4.0和4.3。最后提出空氣源熱泵熱水機經濟運行評價指標——全年綜合性能系數(ACOP)的計算方法。
　　在原有基礎上設計并建立了配備更好換熱效果的套管式氣體冷卻器和滿液式蒸發(fā)器的CO2水水熱泵實驗臺。在該實驗臺上對氣體冷卻器進行了可視化試驗研究。當

3、冷卻水入口水溫一定,試驗高壓逐漸升高時,對氣體冷卻器中后部B和后部C試驗段的流動狀態(tài)進行可視化觀察,結果表明:試驗段B、C的狀態(tài)均依次經歷了透明、暗白、亮白、暗白、透明這五個狀態(tài),其中三個狀態(tài)中暗白、亮白、暗白的對比壓力值范圍為0.94~1.02,其流體狀態(tài)在接近臨界區(qū)的兩相區(qū)或臨界區(qū)。試驗測量結果和對試驗段B的可視化研究:存在一個最優(yōu)高壓壓力使得試驗段B至試驗段C達到最大換熱量。
　　本文介紹了新研制的CO2滿液式蒸發(fā)器,并對采

4、用光管管束和強化管管束進行換熱對比試驗研究。試驗結果表明,在相同熱流密度下,光管管束中各管排的局部沸騰換熱系數隨管排高度的升高而增大;而在強化管管束中各管排的局部沸騰換熱系數隨管排高度的升高反而降低。根據換熱試驗數據,推導了采用強化管管束的CO2滿液式蒸發(fā)器的各管排局部沸騰換熱關聯(lián)式,預測數據與試驗數據對比有±15％以內的誤差。
　　采用高速攝影可視化手段對光管管束的CO2滿液式蒸發(fā)器的沸騰現(xiàn)象進行試驗觀察,近似認為CO2汽泡的生