地表水源熱泵水下?lián)Q熱器的開發(fā)與換熱性能研究.pdf

1、地表水源熱泵技術(shù)的發(fā)展是暖通領(lǐng)域節(jié)能減排的需要。它是集合材料技術(shù)、暖通空調(diào)技術(shù)和熱泵技術(shù)于一體，采用地表水資源進(jìn)行制冷和采暖的高效節(jié)能環(huán)保的空調(diào)技術(shù)。我國擁有的豐富地表水資源為發(fā)展地表水源熱泵提供了有利的先決條件。按照熱泵機(jī)組與水源不同的連接方式，地表水源熱泵分為閉式和開式兩種，閉式地表水源熱泵的性能很大程度上依賴于水下?lián)Q熱器的換熱性能。
　　對于流動水源的閉式地表水源熱泵，水下?lián)Q熱器的設(shè)計要根據(jù)流動水域的特點，選擇最優(yōu)的盤管管材

2、和最合理的盤管布置形式。水下?lián)Q熱器的換熱性能在很大程度上依賴于水資源的熱物理特性，而水流的熱物理特性隨各地點水溫、流速的變化有所差別，影響水下?lián)Q熱器的主導(dǎo)因素是一個值得深入研究的課題。準(zhǔn)確測試水下?lián)Q熱器在長江的取放熱特性，可以為開發(fā)該水域的地表水源熱泵的優(yōu)化設(shè)計和高效運行提供準(zhǔn)確可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)。
　　本文以流動水源熱泵系統(tǒng)中的水下?lián)Q熱器為研究對象，主要研究了以下幾個問題，得到了一些很有意義的結(jié)論。
　　1、優(yōu)選水下?lián)Q熱器盤管

3、管材：結(jié)合江河水流特點，確定換熱盤管安裝形式；為保證地表水源熱泵的高效可靠運行，提出對換熱盤管管材的性能要求；列舉常用塑料給水管材，在介紹其物理性能的基礎(chǔ)上，選擇主要性能因素，運用模糊綜合評判方法優(yōu)選出了HDPE管。
　　2、根據(jù)江河水流特點設(shè)計水下?lián)Q熱器：確定由柔性水管纏繞、相互重疊而成的線圈狀換熱盤管結(jié)構(gòu)，設(shè)計實用、簡潔、耐腐蝕、并能清除浮屑的水下?lián)Q熱盤管裝置。這種裝置的迎水面安裝了除浮屑裝置，當(dāng)流水中的浮屑碰到殼體外側(cè)的迎水

4、面，浮屑在水流的作用下沿著殼體而被沖開，既不會沖擊損壞水下?lián)Q熱盤管，也不會粘附在水下?lián)Q熱盤管裝置上而影響換熱。
　　3、水下?lián)Q熱器的換熱性能實驗研究和動態(tài)模擬：設(shè)計出水下?lián)Q熱器的換熱性能實驗測試系統(tǒng)，在長江重慶段進(jìn)行了測試。根據(jù)長江重慶段測試的實際數(shù)據(jù)，運用TRNSYS軟件進(jìn)行了動態(tài)模擬。主要有以下結(jié)論：
　　（1）在其他條件不變的情況下，增大管外江水流速，可以明顯提高盤管的傳熱系數(shù)。
　?。?）在其他條件不變的情況下

5、，隨著盤管內(nèi)循環(huán)水流量的增加，相應(yīng)的傳熱系數(shù)和單位管長換熱量也隨之增加，但每增加單位流量得到的換熱量的增量在減小，傳熱系數(shù)的增量也在減小。
　　（3）在其他條件不變的情況下，吸熱工況下的盤管傳熱系數(shù)大于放熱工況下的盤管傳熱系數(shù)。
　　（4）在其他條件不變的情況下，盤管 DN25的傳熱系數(shù)大于盤管 DN32，它們的單位管長換熱量差不多。
　?。?）換熱器的換熱量大小由質(zhì)量流量和江水水溫與換熱盤管平均水溫溫差共同決定，在其