中高溫熱泵工質及系統(tǒng)優(yōu)化方法的研究.pdf

1、中高溫熱泵技術研究的關鍵問題之一，就是尋找臭氧破壞勢為0、溫室效應勢較低、熱力參數(shù)適宜、循環(huán)性能優(yōu)良的新型適用工質。本文針對冷凝溫度為60-140℃中高溫熱泵工況范圍，開展了新型適用工質的循環(huán)性能理論與實驗研究。同時，以更全面地評價系統(tǒng)性能、推進節(jié)能節(jié)材設計為目標，對水-水中高溫熱泵系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計方法研究。 采用改進的理論循環(huán)性能分析計算方法，對多種ODP為0的新工質與混合工質，在各個中高溫熱泵工作溫度區(qū)間上進行了理論循環(huán)性

2、能分析，初選出了各個工作溫度區(qū)間上理論循環(huán)性能優(yōu)良的工質。 對現(xiàn)有實驗裝置進行了一系列改進，包括引入適宜的載熱流體、更換載熱流體流量計和循環(huán)泵、增加兩器載熱流體側沿程溫度測點、強化兩器與管道保溫等，有效地提高了實驗測量的工況范圍和測量結果的精度與可靠性。在此基礎上，采用改進型的對比實驗評價方法，在冷凝溫度為75℃-120℃的工況范圍內(nèi)，對三種初選工質R245fa和M3、M4進行了循環(huán)性能對比實驗研究。結果表明，改進的實驗評價方法

3、，帶來了工質問循環(huán)性能的近公平比較；三種工質循環(huán)性能隨工作溫度的提高而提高，其中R245fa的綜合性能最好。 實驗中取得了超過115.3℃的熱泵熱輸出溫度，實現(xiàn)了一個新的高溫化實驗水平。 定義了經(jīng)濟參數(shù)，并以其作為熱泵系統(tǒng)性能評價的綜合指標和系統(tǒng)優(yōu)化設計的目標函數(shù)，研究了過熱度、過冷度、兩器水流量、換熱器總面積以及兩器的面積分配等參數(shù)對經(jīng)濟參數(shù)的影響。對以M3為工質的水-水中高溫熱泵系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計計算。研究表明，設計