R407C地源熱泵系統(tǒng)設計與實驗研究
發(fā)布時間：2020-11-09 14:52
節(jié)能和環(huán)保是21 世紀科學技術發(fā)展的兩大議題。熱泵作為一種能有效節(jié)省能源、減少大氣污染和CO2排放的供熱和空調新技術,在當今世界范圍內節(jié)能降耗的大趨勢下,受到了世界各國的重視。但是在環(huán)保方面由于著名的CFC 問題的提出,因此,將傳統(tǒng)使用的CFC 制冷工質替代為對臭氧層不起破壞作用的環(huán)保型綠色工質就成為一項十分重要的工作�；跓岜孟到y(tǒng)節(jié)能和環(huán)保這兩方面問題的考慮,本文設計了一種以三元非共沸混合工質R407C 作為HCFC22 的替代工質的地源熱泵系統(tǒng),重點研究和分析了該地源熱泵系統(tǒng)的基本特點和運行規(guī)律。 本文首先針對混合工質的基本熱物理性質進行了基礎理論研究,分析了對于混合工質熱泵的基本特性。然后本著優(yōu)化設計的原則對地源熱泵系統(tǒng)的設計工況進行了分析,根據其工作特點對機組各主要部件進行了設計。對系統(tǒng)進行了全面的熱力計算,并根據計算結果對各配件進行了匹配選型,同時兼顧了各配件在連接和能力上的雙重匹配。為了得到準確的實驗數據本文對測量系統(tǒng)進行了認真的調試,使其能夠可靠的運行。最后對該地源熱泵系統(tǒng)進行了一系列的實驗研究,獲得了大量關于混合工質地源熱泵運行特性的實驗數據,并對測試結果進行了分析總結,得到了關于混合工質熱泵的運行規(guī)律,并為熱泵系統(tǒng)的工質替代研究提供了十分有價值的數據。 本文所完成的工作以及對混合工質地源熱泵基本特點和運行規(guī)律的研究和分析對關于熱泵技術中替代傳統(tǒng)工質工作的發(fā)展具有一定的參考意義和實用價值。
【學位單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2005
【中圖分類】：TK523
【部分圖文】：
照混合后的溶液是否具有共沸的性質，可分為下列三種：共沸混合物（azeotropic）：它和單一和物質一樣，在一定和壓力下具有恒定的相變溫度，而且氣相和液相始終保持相同的成分。近共沸混合物（near azeotropic）：是一種泡露點溫度差足夠小的非在某些特定場合分析時，忽略這個溫度差也不會產生明顯誤差。非共沸混合物（non-azeotropic）：沒有共沸點，在定壓下蒸發(fā)或凝液相的成分不同，溫度也在不斷變化。說來，近共沸物質也屬于非共沸范疇，由于其物性和應用的特分開來。合工質的相圖分析意兩種單工質組成的混合工質在一般情況下均是非共沸的，只有工質按某一比例混合時才有可能形成共沸混合物。
現(xiàn)觀察組成為 ωB1的混合工質從狀態(tài) 1 等壓冷卻至狀態(tài) 5 的過程。氣態(tài)由 1 冷卻至 2 時開始有液滴析出。點 2 的溫度稱之為露點溫度。當繼續(xù)3時（氣液共存），其液態(tài)混合工質的組成為ωB7，氣態(tài)混合工質的組成為 2 逐漸冷卻至點 4 的過程中，析出液態(tài)（同樣，未冷凝的氣態(tài)）中的 A分是不斷變化的。冷卻至點 4 時全部凝結為液體，點 4 的溫度稱之為泡從點 4 繼續(xù)冷卻，則成為過冷液態(tài)點 5。從圖中可見，對非共沸的二元，它在冷凝過程中從露點 t2降至泡點 t4（反過來工質被加熱蒸發(fā)時由 t4存在一段溫度滑移區(qū)，露點與泡點溫度差稱之為溫度滑移（temperature g對二元共沸混合工質來說，情況就不同了。圖 2-2a 表示組分 A 與 B 組工質。在某一壓力下當組成為ωBa時在a點存在共沸現(xiàn)象。共沸點的溫度泡點合一)比純工質 A 及 B 的沸點為低。另一類共沸混合工質的共沸溫質 A 與 B 的沸點為高（圖 2-2b）。
當混合工質在冷凝器中時，這是蒸汽混合物的凝結過程與傳統(tǒng)的純蒸汽的凝結有重要的差異。當混合蒸汽在給定壓力下凝結時，隨著氣相組分的變化，冷凝溫度會有所變化，而不是常量也即前面所提過的溫度滑移，另外一個突出的不同是在凝結過程中還有傳質過程的影響。由于混合氣體在流經汽液分界面時會產生附加的傳熱和傳質過程，同時當蒸汽混合物在冷凝時，低揮發(fā)性的蒸汽先凝結剩下的蒸汽露點下降，而高揮發(fā)性蒸汽在汽液分界面處積累并會形成一個氣體層，低揮發(fā)性蒸汽必須擴散穿過該層才能與冷凝面相遇。所以對于混合工質蒸汽的冷凝過程是一個非等溫的相變過程，同樣也存在著蒸汽相的擴散阻力。由于在混合工質中每種成分的沸點各不相同，低沸點的易揮發(fā)組分容易保持汽態(tài)，較難凝結，在汽液分界面上逐漸濃縮，形成一個阻礙高沸點組分的蒸汽向冷凝面移動的擴散層。這樣，在冷凝壁面上同時存在一層凝結液膜和一層蒸汽膜，對于不同的冷凝速率，凝結液中的溫度分布和蒸汽膜中的濃度分布也不一樣，如圖 2-3 所示。
【引證文獻】
本文編號：2876586
【學位單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2005
【中圖分類】：TK523
【部分圖文】：
照混合后的溶液是否具有共沸的性質，可分為下列三種：共沸混合物（azeotropic）：它和單一和物質一樣，在一定和壓力下具有恒定的相變溫度，而且氣相和液相始終保持相同的成分。近共沸混合物（near azeotropic）：是一種泡露點溫度差足夠小的非在某些特定場合分析時，忽略這個溫度差也不會產生明顯誤差。非共沸混合物（non-azeotropic）：沒有共沸點，在定壓下蒸發(fā)或凝液相的成分不同，溫度也在不斷變化。說來，近共沸物質也屬于非共沸范疇，由于其物性和應用的特分開來。合工質的相圖分析意兩種單工質組成的混合工質在一般情況下均是非共沸的，只有工質按某一比例混合時才有可能形成共沸混合物。
現(xiàn)觀察組成為 ωB1的混合工質從狀態(tài) 1 等壓冷卻至狀態(tài) 5 的過程。氣態(tài)由 1 冷卻至 2 時開始有液滴析出。點 2 的溫度稱之為露點溫度。當繼續(xù)3時（氣液共存），其液態(tài)混合工質的組成為ωB7，氣態(tài)混合工質的組成為 2 逐漸冷卻至點 4 的過程中，析出液態(tài)（同樣，未冷凝的氣態(tài)）中的 A分是不斷變化的。冷卻至點 4 時全部凝結為液體，點 4 的溫度稱之為泡從點 4 繼續(xù)冷卻，則成為過冷液態(tài)點 5。從圖中可見，對非共沸的二元，它在冷凝過程中從露點 t2降至泡點 t4（反過來工質被加熱蒸發(fā)時由 t4存在一段溫度滑移區(qū)，露點與泡點溫度差稱之為溫度滑移（temperature g對二元共沸混合工質來說，情況就不同了。圖 2-2a 表示組分 A 與 B 組工質。在某一壓力下當組成為ωBa時在a點存在共沸現(xiàn)象。共沸點的溫度泡點合一)比純工質 A 及 B 的沸點為低。另一類共沸混合工質的共沸溫質 A 與 B 的沸點為高（圖 2-2b）。
當混合工質在冷凝器中時，這是蒸汽混合物的凝結過程與傳統(tǒng)的純蒸汽的凝結有重要的差異。當混合蒸汽在給定壓力下凝結時，隨著氣相組分的變化，冷凝溫度會有所變化，而不是常量也即前面所提過的溫度滑移，另外一個突出的不同是在凝結過程中還有傳質過程的影響。由于混合氣體在流經汽液分界面時會產生附加的傳熱和傳質過程，同時當蒸汽混合物在冷凝時，低揮發(fā)性的蒸汽先凝結剩下的蒸汽露點下降，而高揮發(fā)性蒸汽在汽液分界面處積累并會形成一個氣體層，低揮發(fā)性蒸汽必須擴散穿過該層才能與冷凝面相遇。所以對于混合工質蒸汽的冷凝過程是一個非等溫的相變過程，同樣也存在著蒸汽相的擴散阻力。由于在混合工質中每種成分的沸點各不相同，低沸點的易揮發(fā)組分容易保持汽態(tài)，較難凝結，在汽液分界面上逐漸濃縮，形成一個阻礙高沸點組分的蒸汽向冷凝面移動的擴散層。這樣，在冷凝壁面上同時存在一層凝結液膜和一層蒸汽膜，對于不同的冷凝速率，凝結液中的溫度分布和蒸汽膜中的濃度分布也不一樣，如圖 2-3 所示。
【引證文獻】
相關碩士學位論文 前1條
1 歐陽光;熱泵型電動汽車空調系統(tǒng)性能實驗研究[D];華南理工大學;2011年
本文編號：2876586
本文鏈接：http://www.sikaile.net/projectlw/xnylw/2876586.html
最近更新
教材專著
