【摘要】：目前海水源熱泵系統(tǒng)主要分為開式熱泵系統(tǒng)和閉式熱泵系統(tǒng),由于開式熱泵系統(tǒng)中存在管道腐蝕及生物附著嚴重等問題,造成海水源熱泵使用壽命短、維修保養(yǎng)費用較高。而閉式海水源熱泵系統(tǒng)可以完美解決腐蝕問題,得到了較快的發(fā)展,常用的前端換熱器有螺旋盤管及拋管類,針對毛細管換熱器的研究多數(shù)是研究器在空調(diào)末端的情況。螺旋盤管等換熱器雖然解決了海水對管道的腐蝕問題,但其仍存在熱流短路、換熱量難以提升等問題。海水源熱泵是暖通領(lǐng)域利用可再生能源(海洋能)的重要方式之一,海水作為理想的冷熱源,通過熱泵的提升可以為建筑營造舒適環(huán)境。同時,熱泵系統(tǒng)由于其節(jié)能環(huán)保也符合當(dāng)今社會綠色低碳發(fā)展的政策要求。其前端換熱器的設(shè)計對整個系統(tǒng)的性能具有決定性作用。研究其前端換熱器形式,充分發(fā)揮換熱器換熱性能,有利于提高熱泵運行性能。本研究基于毛細管前端換熱器的海水源熱泵系統(tǒng)實際工程,對熱泵系統(tǒng)運行性能與毛細管換熱器的換熱及阻力特性進行實測及數(shù)據(jù)分析,以期為工程實踐提供參考依據(jù)。首先,搭建毛細管前端換熱器的海水源熱泵系統(tǒng)實驗臺,安裝符合精度要求的測試儀器及設(shè)備;其次,對不同工況下海水源熱泵的運行特性進行實測數(shù)據(jù)分析;最后,分析了不同工況下毛細管換熱器換熱特性,并對冬季工況下的極端工況進行重點分析,以及不同工況下、不同連接方式下毛細管的阻力特性,并總結(jié)出不同形式下的計算公式,以期為毛細管換熱器的選型提供依據(jù)。基于上述研究得出主要結(jié)論如下:(1)通過對測試數(shù)據(jù)處理分析可知,海水源熱泵系統(tǒng)在冬季工況時,建筑室內(nèi)設(shè)計溫度為18℃,而實測平均室溫為22.4℃,遠大于設(shè)計室溫;制冷工況時,室內(nèi)設(shè)計溫度為25℃,實測平均室溫為22.49℃,小于設(shè)計室溫。故在使用海水源熱泵時不論在供熱還是制冷方面,室內(nèi)實際效果均能達到設(shè)計要求。(2)分析測試數(shù)據(jù)可得,在采暖季機組制熱工況時,熱泵機組的平均COP為3.7,整個海水源熱泵系統(tǒng)的平均COP_s為2.99;在夏季機組制冷工況時,熱泵機組的平均EER為3.96,整個海水源熱泵系統(tǒng)的平均EER_s為3.15。(3)通過對熱泵系統(tǒng)供熱、制冷工況的實驗測試,分冬、夏季兩種工況分析了毛細管換熱量。制熱工況時,單位面積換熱量平均值為31.5 W/m~2,制冷工況時,單位面積換熱量平均值為56.69 W/m~2。分析發(fā)現(xiàn),毛細管前端換熱器夏季單位面積換熱量要大于冬季的換熱量。(4)通過對毛細管前端換熱器的能效分析可知,毛細管換熱器的能效ε均在71.42%以上,換熱效率較高;且其能效與流量無直接關(guān)系。(5)對毛細管阻抗進行了研究,分析了兩片毛細管串并聯(lián)狀況時,不同流量下的阻力情況,同時對不同形式的毛細管并聯(lián)情況進行了分析,并給出阻抗計算公式S_n=(1.055E+06)/n~2本研究基于毛細管前端換熱器海水源熱泵系統(tǒng)中的實際應(yīng)用,研究結(jié)果可為實際工程設(shè)計提供參考依據(jù)。
【圖文】：

輸送至水源熱泵機組，海水在機組換熱器經(jīng)與排水口之間需要有一定距離，避免經(jīng)過換交換式海水源熱泵系統(tǒng)示意圖，見圖 1.3。換熱，雖然這種方式換熱效率高，由于海水成較大的腐蝕；此外，，海水中的雜質(zhì)也會堵法長期穩(wěn)定運行。因此，在使用開式熱泵系，然后再將海水進行輸配；其次要對管道、清理檢修。這些措施都造成了熱泵系統(tǒng)后期海水源熱泵

青 島 理 工 大 學(xué) 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文當(dāng)海水溫度<4℃，使用閉式海水源熱泵系統(tǒng)時，為防止熱泵系統(tǒng)的源測換熱器道等輸配設(shè)施中循環(huán)介質(zhì)出現(xiàn)結(jié)冰問題[8]，這時需要向熱泵系統(tǒng)的源測換熱器中注二醇防凍液，保證熱泵機組可以正常平穩(wěn)運行。由于海水的潮汐作用，換熱器置于中時，要避免海浪來回沖擊換熱器及管道對其造成破壞，故需要放置在海水中的換進行固定，而這又對施工安裝又提出了新的要求。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU83

【參考文獻】

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本文編號：2701691