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HFC125临界热泵特性研究

周湘江  
【摘要】: 热泵作为一种节能技术,能够提供比驱动能源多的热能,在节约能源、保护环境方面具有独特的优势,在空调领域中获得了较为广泛的应用,取得了一定的节能和环保效益。而现在一般的供应热水的方法是用不同型式的锅炉(电或燃烧化石燃料)加热给水,消耗高品位能源来加热产生品位不太高的卫生热水,是一种不够合理的用能方式。本项目研究一种能够加热生活热水并能空调制冷的一机两用的高效热泵系统及装置,由于常规热泵在需要有较高温升的条件下应用效率不高,经济性不好。因此,研究和发展能够在较高温升下高效运行的热泵循环和系统具有重大的现实意义。 本项目针对热水系统的特点,以HFC125工质的临界循环为主,研究新型高温热泵机组,用于空调制冷和提取低位热源的热量来提供高温热水,具体内容包括以下几个方面: 通过对热泵的一次能源利用率及经济性分析,提出热泵装置在目前条件下要达到与油(气)锅炉相竞争的经济性所必须要达到的成本和效率;并对热泵系统进行热力学优化,通过优化结果提出在不同的应用条件下合适的热泵循环。 建立HFC类工质临界热泵高压换热器(或逆流冷凝器)及整个循环计算的数值计算模型,并通过数值计算对循环进行分析,在理论上分析循环参数的选取和优化,并计算不同工质在不同环境参数条件下临界循环的工作特性和热力性能。 建立以HFC125为工质的临界热泵实验台,并进行了临界热泵的实验研究。研究临界热泵循环的热力参数之间的关系及各参数对热力系数的影响,临界热泵装置的控制和调节特性及变工况运行特性,回热器的作用及效果。 为了研究热泵机组空调制冷和加热热水的两用特性,本文还建立了一种新的有热回收功能的HCFC22常规热泵实验装置,并根据实验研究利用夏季空调冷凝热加热给水,供应卫生热水的运行状况及提高热水品位的方法;在不同条件下以热泵装置加热给水的运行状况,即热回收型热泵作为热水器的应用;以及热回收型热泵冬季供热水的应用。最后,根据本次研究的经验提出了后续研究的方向和建议。


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