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《华北电力大学》 2014年
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过冷度对制冷循环性能影响的理论分析与实验研究

朱海涛  
【摘要】:随着城镇化进程加速和居民生活水平的提高,空调系统的能源消耗占我国总能耗的比重也日益增加。提高空调系统的能效水平对于节能减排和实现可持续发展具有重要意义。液体过冷总是可以提高空调系统的性能系数,已经被广泛采用。因此本文结合空调系统的工质替代和经常部分负荷运行的特点,采用理论分析和实验研究相结合的方法,研究如何运用过冷提高空调系统的循环性能。 以单级蒸气压缩式制冷循环为对象,根据GB/T18430.2-2008标准,采用EES软件编程计算。对于R134a工质,随着冷凝温度、高压压力的升高以及蒸发温度的降低,单位过冷度引起的系统性能系数COP的增大值减小。而对于常用的制冷剂,虽然过冷总是提高循环的性能,但单位过冷度对不同制冷剂COP的提高不一致,如对R218和R125增幅较大,而对R717和R407C提高较小。 在R134a单级蒸气压缩式制冷实验台进行了实验,验证在过冷条件下,冷凝温度和蒸发温度的变化对循环性能的影响。实验和理论分析都表明:蒸发温度变化所产生的单位过冷度的COP值变化要大于冷凝温度。 对于单级蒸气压缩式制冷循环,合理设计冷凝器,可获得过冷。通过建模和计算分析,对于R134a工质,每增加1℃过冷度,冷凝器的换热面积需增加6.5%。所以权衡系统的性能和经济性,过冷度需控制在一定的合理范围内。 采用独立机械式过冷循环、喷射式过冷循环、回热过冷循环和蓄冷式过冷循环也可以达到过冷效果。如对于独立机械式过冷循环,5℃的过冷使COP提高约16%,并使最佳中间温度明显降低。喷射式过冷循环也提高了系统的制冷效果,但是当过冷度达到某一温度时,循环的性能系数存在一个最大值。回热过冷与制冷剂的热物理性质有关,对于回热过冷有利的制冷剂,回热过冷度越大,单位质量制冷量和COP增加百分比越大。对于蓄冷式过冷循环,冷量增量和增加率都随过冷度的增加而增加。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB657.2;TB61

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【引证文献】
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