空氣源二氧化碳熱泵熱水器的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著空氣源二氧化碳熱泵熱水器的不斷發(fā)展，熱泵熱水器也開始在我國逐步應(yīng)用。由于二氧化碳熱泵熱水器應(yīng)用于商業(yè)或者是工業(yè)上更具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，因此本文就根據(jù)GB/T21362-2008《商業(yè)或工業(yè)用及類似用途的熱泵熱水機(jī)》規(guī)定的測試工況，對(duì)制冷劑充注量、水的質(zhì)量流量等影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：⑴CO2熱泵熱水系統(tǒng)存在最佳CO2充注量，充注過少，通過壓縮機(jī)和蒸發(fā)器的制冷劑流量較小，造成設(shè)備浪費(fèi)，同時(shí)所得熱水溫度過低;充注過多會(huì)使操作壓力過

2、大，降低系統(tǒng)COP。本文確定了最佳CO2充注量為8MPa。⑵水的質(zhì)量流量對(duì)COP和出口水溫的影響是相反的，增大水的流量會(huì)增加COP，但會(huì)降低出口水溫，需綜合考慮系統(tǒng)對(duì)于COP和熱水水溫的要求來確定最佳流量。⑶通過實(shí)驗(yàn)確定了在CO2充注量為8MPa，水流量為800ml/min、壓縮機(jī)排氣壓力為8.5MPa時(shí)能夠滿足GB/T21362-2008的要求。
　　本研究在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，對(duì)空氣源CO2熱泵熱水器進(jìn)行了(炯)分析，建立了壓縮機(jī)

3、等系統(tǒng)各部件的(炯)分析模型，計(jì)算了各個(gè)部件的(炯)損失和系統(tǒng)的(炯)效率。經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的(炯)效率只有27.7％，系統(tǒng)(炯)效率較低。同時(shí)比較各個(gè)部件的(炯)損失發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)的(炯)損失所占總的(炯)損失的百分比最大，其次是節(jié)流閥，然后是氣體冷卻器，蒸發(fā)器最小。而且壓縮機(jī)和節(jié)流閥處的(炯)損失相差不大，相比較而言，對(duì)于節(jié)流設(shè)備的優(yōu)化改進(jìn)不管是從可行性還是經(jīng)濟(jì)性上來說都更具優(yōu)勢，因此本文決定利用噴射器來代替節(jié)流閥作為節(jié)流設(shè)備。設(shè)計(jì)

4、了應(yīng)用于空氣源二氧化碳熱泵熱水器的噴射器，對(duì)噴射器的設(shè)計(jì)方法、噴射系數(shù)、噴射器的結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并利用Visual Basic對(duì)噴射器的設(shè)計(jì)計(jì)算過程進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，經(jīng)過計(jì)算，噴射器可達(dá)到的最大噴射系數(shù)為0.7。采用數(shù)值模擬的方法對(duì)噴射器的內(nèi)部流場進(jìn)行了分析。計(jì)算得到的噴射系數(shù)與理論計(jì)算的誤差為11.4％。分析了噴射器內(nèi)部的速度場和壓力場，同時(shí)還對(duì)工作流體壓力、引射流體壓力等工作參數(shù)對(duì)超臨界CO2噴射器的性能影響進(jìn)行了分析，分