熱泵熱水機能效標(biāo)準(zhǔn)及CO2跨臨界水水熱泵的研究.pdf

1、在節(jié)能減排的背景下,本文以熱泵熱水機能效標(biāo)準(zhǔn)和CO2跨臨界水水熱泵循環(huán)為研究對象開展了研究。
　　本文對熱力學(xué)完善度進(jìn)行理論研究。熱力學(xué)完善度即熱力學(xué)第二定律效率,它反映制冷熱泵設(shè)備的效率偏離理想狀態(tài)下效率的程度,其意義在于,它可用于評價同類制冷熱泵設(shè)備變工況下的能效水平,還可用于比較不同類制冷熱泵設(shè)備的能效水平。本文對我國市場上熱泵熱水機的能效現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研,結(jié)果顯示空氣源普通型熱泵熱水機 COPh值最低值為2.93;水源熱泵熱水

2、機 COPh值最低值為3.55。以樣本調(diào)研數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合熱力學(xué)完善度理論分析,提出熱泵熱水機的3級能效標(biāo)準(zhǔn)的建議值,例如普通型空氣源熱泵熱水機的COPh從3級、2級到1級分別3.7、4.0和4.3。最后提出空氣源熱泵熱水機經(jīng)濟運行評價指標(biāo)——全年綜合性能系數(shù)(ACOP)的計算方法。
　　在原有基礎(chǔ)上設(shè)計并建立了配備更好換熱效果的套管式氣體冷卻器和滿液式蒸發(fā)器的CO2水水熱泵實驗臺。在該實驗臺上對氣體冷卻器進(jìn)行了可視化試驗研究。當(dāng)

3、冷卻水入口水溫一定,試驗高壓逐漸升高時,對氣體冷卻器中后部B和后部C試驗段的流動狀態(tài)進(jìn)行可視化觀察,結(jié)果表明:試驗段B、C的狀態(tài)均依次經(jīng)歷了透明、暗白、亮白、暗白、透明這五個狀態(tài),其中三個狀態(tài)中暗白、亮白、暗白的對比壓力值范圍為0.94~1.02,其流體狀態(tài)在接近臨界區(qū)的兩相區(qū)或臨界區(qū)。試驗測量結(jié)果和對試驗段B的可視化研究:存在一個最優(yōu)高壓壓力使得試驗段B至試驗段C達(dá)到最大換熱量。
　　本文介紹了新研制的CO2滿液式蒸發(fā)器,并對采

4、用光管管束和強化管管束進(jìn)行換熱對比試驗研究。試驗結(jié)果表明,在相同熱流密度下,光管管束中各管排的局部沸騰換熱系數(shù)隨管排高度的升高而增大;而在強化管管束中各管排的局部沸騰換熱系數(shù)隨管排高度的升高反而降低。根據(jù)換熱試驗數(shù)據(jù),推導(dǎo)了采用強化管管束的CO2滿液式蒸發(fā)器的各管排局部沸騰換熱關(guān)聯(lián)式,預(yù)測數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)對比有±15％以內(nèi)的誤差。
　　采用高速攝影可視化手段對光管管束的CO2滿液式蒸發(fā)器的沸騰現(xiàn)象進(jìn)行試驗觀察,近似認(rèn)為CO2汽泡的生