用于海水源熱泵系統(tǒng)的拋管式換熱器優(yōu)化研究.pdf

1、海洋是一個巨大的可再生能源庫，海水的比熱容比空氣大，非常適合作為熱源使用，采用海水作為熱泵系統(tǒng)的熱源/熱匯能大大緩解沿海城市的空調(diào)用電壓力，同時可以帶來巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。因此，隨著熱泵技術(shù)在我國的發(fā)展，以海水作為冷熱源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鍋爐供熱和冷水機組供冷在技術(shù)上已經(jīng)成為可能，可以實現(xiàn)可再生能源的利用。在此研究背景下，本文對用于海水源熱泵系統(tǒng)的拋管式換熱器的性能及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計進行了研究。
　　首先，通過對天津海域海水和空氣溫度現(xiàn)

2、場測試可知，天津港冬季海水溫度接近冰點導(dǎo)致海水源熱泵系統(tǒng)無法運行，因此，提出了將拋管式換熱器用于海水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計理念；對拋管式換熱器換熱過程進行傳熱分析，建立了拋管式換熱器在夏季工況和冬季結(jié)冰工況的數(shù)學(xué)模型。利用托馬斯算法將拋管式換熱器內(nèi)各控制體內(nèi)的溫度分布計算出來，由此計算得到的每一控制體的溫度作為下一個控制體傳熱計算的初始條件，最終，通過計算可以得出拋管式換熱器的出口溫度分布情況。
　　其次，為了驗證拋管式換熱器的數(shù)學(xué)模型

3、，搭建了拋管式換熱器的實驗臺，并對拋管式換熱器在不同工況下的換熱性能進行了測試，通過比較模擬結(jié)果與測試結(jié)果，表明建立的拋管式換熱器數(shù)學(xué)模型是正確的。并利用數(shù)學(xué)模型，對換熱器的換熱性能進行數(shù)值模擬，分析了換熱器管徑、管長、載冷劑溶液流速和進口溫度對換熱性能的影響。在冬季最冷月時，分別對拋管式換熱器管外壁結(jié)冰和不結(jié)冰時換熱器換熱情況進行了模擬研究，分析在拋管式換熱器管外壁結(jié)冰后，冰層對換熱器換熱性能的影響。
　　然后，在冬季最不利工況