复叠式中高温空气源热泵系统的特性研究动力工程专业论文.docxVIP

Master Master Dissertation The characteristics study of cascade middle- high temperature air source heat pump system By zhao Yue Supervised by PⅣof．Yu Yanshun Nanj ing University of ScienceTechnology March，2016 万方数据 声尸 声尸 明明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位 论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的 研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。 与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说 明。 研究生签名：查必乙一 沙66锄≯ 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上 网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权 其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于必威体育官网网址论文，按 必威体育官网网址的有关规定和程序处理。 研究生签名：垫＆延 矿f c7锄悟 万方数据 硕士学位论文 硕士学位论文 复叠式中高温空气源热泵系统的特性研究 摘要 针对常规空气源热泵在低温环境下不能满足中高温加热的需求，本文提出了一种可 适应较大加热水温和环境温度变化的复叠式中高温空气源热泵系统，在复杂的变工况条 件下，机组两压缩机都运行在压缩机安全运行界限内，机组可安全高效运行。通过设置 双通道式翅片管蒸发器和三通道壳管套管式冷凝蒸发器，该系统的低温级循环和高温级 循环相对独立，该热泵机组可复叠运行、单级单独运行、单级联合运行等多种运行模式， 从而满足不同的工况和用户需求。 基于压缩比2～8、排气温度小于110℃、冷凝温度大于20。C的单级循环运行界限， 对系统进行了热力计算分析，确定了系统两单级循环运行范围。热力分析结果表明，蒸 发温度较低，单级循环最高冷凝温度较低，且随蒸发温度降低，最高冷凝温度逐渐减小； 中间温度对复叠热泵循环运行界限影响较大，当该复叠热泵以以最佳制热能效比对应的 中间温度运行时，其安全运行范围较小，在合适范围内，以恒定中间温度的方式运行， 可明显扩大复叠热泵循环的运行界限：固定中间温度20C进行热力计算，得到该复叠热 泵循环运行范围为：低温级循环蒸发温度．20。C～O。C，高温级循环冷凝温度40C-75℃。 根据机组的设计选型，对系统进行了数值建模及仿真计算，模拟得到该复叠热泵循 环的运行范围为：环境温度．10。C～12℃，入水温度35℃～65℃。依据单级循环和复叠循 环的运行界限分析结果，通过单级循环和复叠热泵循环的切换，该机组可满足空气源热 泵的全部工况要求。随着入水温度的降低和环境温度的升高，复叠热泵循环制热能效比 增大；复叠热泵循环制热量只和入水温度有关，且随入水温的的升高而减小。环境温度 ．10。C、进水温度65℃工况下，复叠热泵循环制热量为1 1．5kW，制热能效比为2．05。设 计工况下，复叠热泵循环中间温度变化范围为12。C～15C，中间温度越高，制热量和制 热能效比越大。 基于以上分析，本文分别以制热量优先、制热能效比优先和机组寿命优先为目标， 制定了机组的三种运行策略，并对比分析了三种运行策略的加热时间、耗电量和综合制 热能效比等性能参数。 关键词：复叠热泵，中高温热泵，空气源热泵，三通道套管壳管式冷凝蒸发器、 双通道翅片管蒸发器 万方数据 Abstract Abstract 硕士学位论文 Abstract As the conventional air heat pump cannot meet the needs of high temperature heating under low temperature condition，this paper puts forward kind of system nam