matlab求工质热物性,以R245fa为工质的高温水源热泵样机研制及实验研究

青岛理工大学

硕士

2018

TU831.3

以R245fa为工质的高温水源热泵样机研制及实验研究

Development and Experimental Study of High Temperature Water Source Heat Pump Prototype with R245fa as Working Fluid

杨金文

郭健翔

建筑与土木工程(暖通)(专业学位)

工业生产中存在着大量30~60℃的低温废热,因为这些废热的温度较低无法直接使用,直接排放后会造成能源的浪费的同时还会对环境造成热污染。利用高温热泵对这部分余热资源进行回收利用,将带来极大的环保经济效益。目前的普通热泵无法满足工业生产的需求,本文对新工质高温热泵进行了理论和实验研究,研制的高温热泵机组可制取106℃的热水,同时具有较好的能效比。利用理论循环分析方法对各类高温热泵工质进行了研究。通过MATLAB调用REFPROP中工质的热物性参数对热泵理论循环进行了计算,提出了高温热泵新型制冷工质的筛选原则和方法,经过大量工质的计算,确定了纯工质R245fa、非共沸混合工质R1234ze/R245fa为综合性能参数良好的新型工质,对新的混合工质R1234ze/R245fa进行了组分的优化。R245fa具有良好的高温特性,可以实现130℃以上的冷凝器出水温度。混合工质R1234ze/R245fa弥补了纯工质R245fa单位容积制热量偏小的不足,适应在100℃左右的高温热泵使用。本文提出的新型制冷工质与目前国内外研究的同类工质相比,具有最优的综合性能参数。理论研究发现,R245fa适应于更高温度的热泵应用范围的要求,本文对R245fa高温热泵机组进行了实验研究。根据R245fa热物性参数,对高温热泵机组冷凝器、蒸发器、压缩机、储液系统等进行计算,在此基础上进行了优化设计和选型。针对新工质,提出了电子膨胀阀的控制方式,并编制了控制程序,同时对充灌量进行了优化,对润滑油进行了选型,研制了新型螺杆压缩机组高温热泵样机。自行研制了高温热泵实验台加压系统,可以满足150℃左右出水温度的热泵实验。研制了高温热泵新工质充灌系统,实现新工质充灌量的准确控制。研制了高低温混水控制系统,在提高控制精度的基础上,节省了实验耗电量。开发出实验测控操作系统,提高了高温热泵实验的测试精度和自动化程度。在本实验系统上对研制的新型热泵进行了实验研究。对40-60℃的低温热源进行了多工况性能测试,高温热泵出水温度可达到106℃,在高温工况下,热泵机组的冷凝压力,排气温度等参数仍处于较低水平,还有温度上升的潜力,同时具备良好的能效比。机组经过长时间高温工况运行,具有良好的稳定性,润滑油无明显变化,结果表明,本文研制的制冷机组可以满足工业高温余热回收的需求,具有良好的应用前景。

There are a large number of low-temperature waste heat in industrial production,because these waste heat can not be used directly because of its low temperature.Direct discharge will cause energy waste and also cause thermal pollution to the environment.Utilizing high temperature heat pump to recycle t

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