單-雙級(jí)混合復(fù)疊空氣源熱泵機(jī)組的制熱性能研究.pdf

1、眾所周知，空氣源熱泵在寒冷地區(qū)的應(yīng)用受到限制，近些年國(guó)內(nèi)學(xué)者在空氣源低溫適應(yīng)性方面做了很多研究。這些研究的方向有雙級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)、準(zhǔn)雙級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)、單雙級(jí)耦合熱泵系統(tǒng)、復(fù)疊熱泵系統(tǒng)。本論文研究了單/雙級(jí)混合復(fù)疊空氣源熱泵機(jī)組。該機(jī)組主要由低溫級(jí)熱泵系統(tǒng)、高溫級(jí)熱泵系統(tǒng)及三通道套管換熱器構(gòu)成，通過(guò)三通道套管換熱器實(shí)現(xiàn)低溫級(jí)與高溫級(jí)間的復(fù)疊循環(huán)。在制冷情況下，系統(tǒng)按單級(jí)運(yùn)行。在制熱運(yùn)行室外溫度較高時(shí)，系統(tǒng)按單級(jí)制熱運(yùn)行；當(dāng)室外溫度較低時(shí)，

2、系統(tǒng)按雙級(jí)復(fù)疊制熱運(yùn)行。
　　 首先，基于VB語(yǔ)言編制了計(jì)算機(jī)仿真程序，程序模塊包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、三通道套管換熱器、節(jié)流閥、流體熱物性參數(shù)等6個(gè)。換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸均為自行設(shè)計(jì)的參數(shù)，換熱器內(nèi)部的模擬采用分區(qū)集中參數(shù)方法。
　　 其次，通過(guò)對(duì)單/雙級(jí)混合復(fù)疊空氣源熱泵機(jī)組在單級(jí)制熱和雙級(jí)制熱兩種運(yùn)行模式下的仿真，得到了兩種模式下的性能結(jié)果，并對(duì)兩種模式進(jìn)行了對(duì)比。單級(jí)系統(tǒng)在-10℃以下就不能運(yùn)行，而雙級(jí)在-30℃

3、是仍舊可以運(yùn)行，并且具有一定的制熱能力。在低溫環(huán)境下，雙級(jí)系統(tǒng)在排氣溫度、壓比、換熱量、COP等方面都優(yōu)于單級(jí)系統(tǒng)。
　　 最后，在仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)之上對(duì)機(jī)組切換溫度和三通道套管換熱器面積進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)幾種現(xiàn)有的低溫空氣源熱泵進(jìn)行了對(duì)比。得到了以COP最優(yōu)為條件，單雙級(jí)切換溫度是0℃；以經(jīng)濟(jì)參數(shù)F最優(yōu)為條件，三通道套管換熱器的最具有價(jià)值的換熱尺寸，長(zhǎng)度為5m。在幾種低溫空氣源熱泵系統(tǒng)中，單/雙級(jí)混合復(fù)疊熱泵在安全性方面具有很好的可