收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

CO_2热泵管翅式蒸发器的模拟优化与试验研究

陈圣光  
【摘要】:随着人们对臭氧层的破环和全球范围的温室效应问题的密切关注,节能减排、倡导低碳暖通日益成为当今的社会主题,研究新型环保工质CO_2也日益受到研究学者的重视。同时随着人们对生活品质要求的日益提高,生活卫生热水的需求量与日俱增,导致热泵热水器得到了广泛推广应用。由于CO_2特殊的热物性,CO_2工质广泛应用于跨临界循环热泵系统中。随着科学技术的不断发展和进步,尤其是二氧化碳热泵热水器在日本的商业市场化后,CO_2热泵管翅式蒸发器传热性能的研究以及产品的优化设计也得到了更多国内外研究学者的密切关注。 目前商业市场上常规的空调系统用蒸发器承压能力大多在4MPa以下,为了能应用到CO_2热泵高压系统上须得对管翅式蒸发器重新改造和设计。同时发现已有公开发表文献中针对管翅式蒸发器主要采用建立稳态集中参数模型的方法,分析其对系统性能的影响,而在采用稳态分区分布参数模型对蒸发器内传热性能进行分析并对蒸发器结构尺寸优化设计等方面的相关研究较少。本课题拟以稳态分区分布模型和结构尺寸优化为切入点,同时结合商业市场实际情况,对CO_2热泵管翅式蒸发器展开模拟优化和试验研究。 为了能详细地分析CO_2热泵蒸发器的传热性能并对其结构尺寸参数进行优化设计,本文针对空气源CO_2跨临界循环系统管翅式蒸发器建立了仿真数学模型,并通过设计和选型搭建了空气源CO_2热泵蒸发器性能试验装置,主要研究工作有: (1)基于热力学相关知识和EES编程软件,对空气源CO_2热泵系统管翅式蒸发器建立了稳态分区分布参数模型; (2)通过设计和选型,搭建了空气源CO_2热泵系统蒸发器性能试验装置; (3)通过试验数据验证了CO_2热泵管翅式蒸发器仿真数学模型的准确性; (4)通过仿真数学模型,分析了系统状态参数、结构尺寸参数对蒸发器传热性能的影响,并通过结构尺寸参数对蒸发器传热性能进行敏感性分析,拟优化设计出一CO_2热泵用管翅式蒸发器。 模拟分析结果表明:建立的CO_2热泵管翅式蒸发器仿真数学模型能较好地反映出其试验蒸发器的传热性能,蒸发器换热量误差在7%以内;同时通过CO_2热泵管翅式蒸发器仿真数学模型对蒸发器结构尺寸参数进行敏感性分析,发现管排数、单排管管长和管间距对蒸发器的换热量影响较敏感,随着其结构尺寸参数变化幅度的增加,对应的换热量平均增幅依次为14.7%、7.49%、9.05%;优化设计了一CO_2热泵用管翅式蒸发器,与试验用蒸发器相比,在换热量保持基本不变的情况下,蒸发器空间体积缩小了24.86%,传热系数提升了5.17%,单位面积换热量提高了15.58%,铜和铝的冷重比都分别相应增加了21.75%、130.20%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高斌;;热泵技术的应用[J];石油化工设备技术;2007年06期
2 马文通;王岳人;余南华;;基于部件间容积法的自然循环蒸发器动态仿真[J];锅炉技术;2008年01期
3 吕凡;王广军;陈红;;采用不同制冷剂的汽车空调蒸发器性能仿真[J];计算机仿真;2008年01期
4 杨思文;氨水吸收式制冷机的基础理论和设计之六——制冷循环与工作过程[J];流体机械;1990年02期
5 王金亮,马同泽,张正芳;两相毛细泵环中蒸发器的工作特性的实验研究[J];中国空间科学技术;1996年05期
6 李强;马路;宣益民;;低温环路热管(CLHP)的实验研究[J];工程热物理学报;2010年01期
7 王玉军,刘军,顾小刚;空气源热泵热水机综合技术分析[J];中国建设信息供热制冷;2005年11期
8 张华俊;陈伟;李勇;;空气源热泵热水器研究与发展前景[J];中国建设信息供热制冷;2007年08期
9 董伟;日本开发CO_2为工质的热泵热水器[J];能源研究与信息;2003年01期
10 申广玉;;关于R410A和R22翅片管换热器回路数比的探讨[J];流体机械;2007年06期
11 叶斌;;CO_2作为汽车空调替代工质的可行性研究[J];制冷空调与电力机械;2006年05期
12 苏顺玉;徐静;秦妍;刘伟;;房间空调蒸发器的数值模拟及分析[J];建筑热能通风空调;2007年02期
13 谢添锦;吴磊;何中坚;万珍平;;平板式微小型毛细泵环实验研究[J];机械设计与制造;2009年11期
14 王波;邱利民;孙大明;刘钰;白昆;;以CO_2为工质的行波热声发动机研究[J];工程热物理学报;2009年09期
15 周祖毅;;氟利昂制冷系统的冷剂配管[J];暖通空调;1976年01期
16 陆亚俊;;冷冻除湿机最佳设计参数的理论分析[J];暖通空调;1980年01期
17 ;中国铁道学会客车空调、供电和采暖学术交流会议简介[J];铁道车辆;1981年03期
18 В.Ф.Густов,В.И.Файнштейн,黄佩铭;冷凝蒸发器的防爆工作条件[J];深冷技术;1984年04期
19 杨念萱;丁厚德;;SH760A轿车的空调装置[J];汽车与配件;1984年05期
20 ;中华人民共和国国家标准制冷装置试验[J];流体机械;1986年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡操平;刘业凤;苏强;;跨临界CO_2热泵热水器系统的实验研究[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
2 陈林;张信荣;;一种基于CO_2固气两相流的新型循环制冷系统的研发[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
3 陈林;张信荣;;新型CO_2固气两相流循环制冷系统的可视化实验[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
4 李林;申江;孙欢;;关于CO_2作为低温载冷剂的探讨[A];第四届中国冷冻冷藏新技术新设备研讨会论文集[C];2009年
5 张美兰;马一太;李敏霞;;CO_2双缸滚动活塞膨胀机的实验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
6 李夏杰;王泽龙;王强;;基于CO_2跨临界循环的地下水源热泵系统[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会资料集[C];2010年
7 马一太;王凯洋;李敏霞;袁秋霞;;CO_2跨临界循环气体冷却器的研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
8 王哲;龚毅;侯锋;吴学红;;回热器对CO_2跨临界制冷系统性能影响的实验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 张信荣;杜培俭;;CO_2热泵低温环境应对技术[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
10 刘训海;王栋;李蒙;;应用于展示柜的CO_2蒸气压缩式制冷系统循环的分析[A];第四届中国冷冻冷藏新技术新设备研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄鸿雁;高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化[D];华中科技大学;2011年
2 张芳;大气CO_2、CH_4和CO浓度资料再分析及源汇研究[D];中国气象科学研究院;2011年
3 戴耀;钯催化CO_2、CO的转化及C-N键偶联反应的研究[D];大连理工大学;2012年
4 姜云涛;CO_2跨临界水—水热泵及两缸滚动活塞膨胀机的研究[D];天津大学;2009年
5 杨东晓;分离CO_2固定载体膜传质机理及其膜过程模拟和优化研究[D];天津大学;2009年
6 朱咏莉;亚热带稻田生态系统CO_2通量研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2005年
7 刘长江;CO_2地质储存煤储层结构演化与元素迁移的模拟实验研究[D];中国矿业大学;2010年
8 申俊琦;基于激光视觉传感的CO_2横焊焊缝图像处理研究[D];天津大学;2010年
9 夏菲;基于超临界CO_2强化溶液分散法制备营养素脂质体前体的研究[D];上海交通大学;2012年
10 于景金;高浓度CO_2下高羊茅应对温度和水分变化的生理生化响应及其机理[D];北京林业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈圣光;CO_2热泵管翅式蒸发器的模拟优化与试验研究[D];中原工学院;2012年
2 朱治江;跨临界CO_2热泵系统的性能研究[D];浙江大学;2011年
3 蔡景辉;CO_2低温分离式热管的实验研究[D];天津商业大学;2011年
4 孙刚磊;跨临界CO_2热泵系统的理论分析与实验研究[D];华北电力大学(河北);2010年
5 向冲;以超临界CO_2为工质的朗肯循环及传热模拟[D];大连理工大学;2011年
6 蔡旺;CO_2热泵系统的蒸发器性能仿真研究[D];华南理工大学;2010年
7 徐善雷;新造船舶CO_2指数计算方法研究[D];武汉理工大学;2010年
8 曲亚琳;高密度CO_2诱导羊肉糜凝胶的形成因素及机理初探[D];中国农业科学院;2010年
9 朱赛;表面改性对活性炭物理、化学性质及CO_2吸附性能的影响[D];郑州大学;2010年
10 朱赛;表面改性对活性炭物理、化学性质及CO_2吸附性能的影响[D];郑州大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵顺利;空气热泵热水器[N];今日信息报;2006年
2 福建 刘正东 正华;家用电冰箱故障检修[N];电子报;2007年
3 梁冬;世界首件第三代核电蒸发器锥形筒体问世[N];中国工业报;2008年
4 崔彦玲;我市又一公司上市通过申请[N];常州日报;2010年
5 江苏 郑永洁;认清冰箱性能 勿入选购误区[N];电子报;2006年
6 通讯员 谢文艳;炼油厂新工艺消除设备隐患[N];中国石油报;2006年
7 桑雪骐;部分商用冰箱寿命只有两三年[N];中国消费者报;2007年
8 张德江;第三代核电蒸发器锥形筒体在一重锻造成功[N];中国工业报;2008年
9 证券时报记者 刘巧玲;抢滩核管市场 久立特材不惧外资[N];证券时报;2010年
10 朱伟光特约记者 朱伟华 通讯员 孙晓东;首件第三代核电蒸发器锥形筒体锻造成功[N];光明日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978