海水源熱泵用毛細(xì)管前端換熱器的應(yīng)用研究.pdf

1、環(huán)境污染與能源短缺問題已經(jīng)成為當(dāng)今世界關(guān)注的焦點(diǎn)問題，空調(diào)、采暖以及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的能耗是建筑能耗的重要組成部分，如何降低這一部分能耗，對于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。海洋蘊(yùn)藏著大量的可再生能源，海水的比熱容比空氣大，是一種理想的空調(diào)系統(tǒng)冷熱源。尋找一種換熱效率高、造價低且能應(yīng)用于多種不同海域的前端換熱系統(tǒng)是目前海水源熱泵應(yīng)用需要解決的主要問題。
　　本文提出一種新型的海水源熱泵前端換熱系統(tǒng)，將毛細(xì)管前端換熱器固定在混

2、凝土沉箱內(nèi)置于流動海水中，可以很好地解決換熱器的固定以及防止海浪沖擊等問題。毛細(xì)管換熱器為塑料材質(zhì)，兼具防腐與造價低廉的優(yōu)點(diǎn)，但其傳熱特性對系統(tǒng)的設(shè)計和運(yùn)行至關(guān)重要。本文核心研究內(nèi)容為對毛細(xì)管前端換熱器進(jìn)行數(shù)值模擬，評價其換熱性能，聯(lián)系實際工程計算冷、熱負(fù)荷，對以毛細(xì)管為前端換熱器的海水源熱泵進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析。具體的研究內(nèi)容如下：
　　(1)建立毛細(xì)管前端換熱器的理論模型，并對其進(jìn)行傳熱分析計算。
　　(2)根據(jù)實際情況，確

3、定可行的毛細(xì)管前端換熱器布置方案，經(jīng)過合理簡化，建立不同管長的毛細(xì)管前端換熱器的三維模型，對比文獻(xiàn)[84]的實驗結(jié)果，進(jìn)行模型驗證。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定海水溫度、海水流速等關(guān)鍵參數(shù)。
　　(3)確定仿真計算的工況以及邊界條件，根據(jù)獲取到的相關(guān)物性參數(shù)，利用CFD數(shù)值模擬軟件對建立好的三維模型進(jìn)行數(shù)值模擬，得到毛細(xì)管前端換熱器在不同管長、不同介質(zhì)流速下的進(jìn)出口溫度分布。
　　(4)根據(jù)仿真計算得到的換熱器進(jìn)出口溫度，利用公式