R32中間補(bǔ)氣壓縮空氣源熱泵性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)單級(jí)壓縮空氣源熱泵在較低的環(huán)境溫度下運(yùn)行時(shí)制熱性能較差，采用帶有經(jīng)濟(jì)器的中間補(bǔ)氣壓縮循環(huán)可提高系統(tǒng)制熱量、降低壓縮機(jī)排氣溫度。同時(shí)，熱泵空調(diào)中采用節(jié)能環(huán)保型制冷劑R32可減少充注量并提高經(jīng)濟(jì)效益。因此對(duì)以R32為工質(zhì)的中間補(bǔ)氣壓縮空氣源熱泵系統(tǒng)性能進(jìn)行研究具有重要的理論意義及實(shí)用價(jià)值。
　　本文首先對(duì)帶有輔助進(jìn)氣口的渦旋壓縮機(jī)補(bǔ)氣時(shí)的壓縮過(guò)程進(jìn)行理論分析，并采用 EES軟件分別對(duì)中間補(bǔ)氣壓縮熱泵系統(tǒng)和單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)的制熱性能

2、進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了渦旋壓縮機(jī)輔助進(jìn)氣口的開(kāi)設(shè)位置對(duì)中間補(bǔ)氣壓縮系統(tǒng)制熱性能的影響，對(duì)比分析了兩種熱泵系統(tǒng)在不同工況下的制熱能力。其次，利用焓差實(shí)驗(yàn)室對(duì)改進(jìn)后的熱泵樣機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，測(cè)試在不同工況下樣機(jī)分別按單級(jí)壓縮循環(huán)和中間補(bǔ)氣循環(huán)工作時(shí)的制熱性能；分析中間補(bǔ)氣壓縮熱泵機(jī)組制熱性能參數(shù)隨中間補(bǔ)氣壓力的變化規(guī)律。最后，將中間補(bǔ)氣壓縮熱泵系統(tǒng)在最佳補(bǔ)氣條件下的制熱性能參數(shù)與單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，并與模擬結(jié)果進(jìn)行比較。所得結(jié)論如下：

3、
　?。?）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在所有實(shí)驗(yàn)工況條件下，中間補(bǔ)氣壓縮熱泵機(jī)組的相對(duì)補(bǔ)氣量、制熱量和壓縮機(jī)耗功均隨中間補(bǔ)氣壓力的增大而升高，排氣溫度隨中間補(bǔ)氣壓力的增大而下降；當(dāng)室外環(huán)境溫度低于-5℃時(shí)，制熱COP隨中間補(bǔ)氣壓力的增大先升高后下降，因此存在一個(gè)使熱泵機(jī)組制熱 COP達(dá)到最大的最佳中間補(bǔ)氣壓力。本文實(shí)驗(yàn)確定的最佳中間補(bǔ)氣壓力范圍為1.67~1.78MPa。
　　（2）模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明：在所有實(shí)驗(yàn)工況條件下，中間補(bǔ)

4、氣壓縮熱泵系統(tǒng)在最佳中間補(bǔ)氣條件下的制熱量和壓縮機(jī)耗功均高于單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，排氣溫度明顯低于單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)；當(dāng)室外環(huán)境溫度低于-3℃時(shí)，制熱COP高于單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，而當(dāng)室外環(huán)境溫度高于-3℃時(shí)，制熱COP低于單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)。因此確定出兩種熱泵系統(tǒng)的最佳切換環(huán)境溫度約為-3℃。
　?。?）模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明：兩種熱泵系統(tǒng)的制熱量、壓縮機(jī)耗功和制熱COP均隨室外環(huán)境溫度的降低而下降，排氣溫度隨室外環(huán)境溫度的降低而升高。

5、但由于中間補(bǔ)氣過(guò)程可以改善空氣源熱泵的制熱性能，因此相對(duì)于單級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)，中間補(bǔ)氣壓縮熱泵系統(tǒng)的制熱能力因室外環(huán)境溫度降低而下降的速度變慢。在實(shí)驗(yàn)中，使用 R32工質(zhì)的中間補(bǔ)氣壓縮空氣源熱泵系統(tǒng)在環(huán)境溫度為-10℃時(shí)最高排氣溫度不超過(guò)105℃，可安全可靠運(yùn)行。
　　（4）模擬結(jié)果表明：在環(huán)境溫度為-10℃的條件下，隨著輔助進(jìn)氣口開(kāi)設(shè)位置的變化，即當(dāng)吸氣內(nèi)壓縮容積比從1.1增至1.6時(shí)，中間補(bǔ)氣壓縮熱泵系統(tǒng)的中間補(bǔ)氣壓力和排氣溫度