用于海水源熱泵系統(tǒng)的拋管式換熱器優(yōu)化研究.pdf

1、海洋是一個(gè)巨大的可再生能源庫(kù)，海水的比熱容比空氣大，非常適合作為熱源使用，采用海水作為熱泵系統(tǒng)的熱源/熱匯能大大緩解沿海城市的空調(diào)用電壓力，同時(shí)可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。因此，隨著熱泵技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展，以海水作為冷熱源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鍋爐供熱和冷水機(jī)組供冷在技術(shù)上已經(jīng)成為可能，可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的利用。在此研究背景下，本文對(duì)用于海水源熱泵系統(tǒng)的拋管式換熱器的性能及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。
　　首先，通過(guò)對(duì)天津海域海水和空氣溫度現(xiàn)

2、場(chǎng)測(cè)試可知，天津港冬季海水溫度接近冰點(diǎn)導(dǎo)致海水源熱泵系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，因此，提出了將拋管式換熱器用于海水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念；對(duì)拋管式換熱器換熱過(guò)程進(jìn)行傳熱分析，建立了拋管式換熱器在夏季工況和冬季結(jié)冰工況的數(shù)學(xué)模型。利用托馬斯算法將拋管式換熱器內(nèi)各控制體內(nèi)的溫度分布計(jì)算出來(lái)，由此計(jì)算得到的每一控制體的溫度作為下一個(gè)控制體傳熱計(jì)算的初始條件，最終，通過(guò)計(jì)算可以得出拋管式換熱器的出口溫度分布情況。
　　其次，為了驗(yàn)證拋管式換熱器的數(shù)學(xué)模型

3、，搭建了拋管式換熱器的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并對(duì)拋管式換熱器在不同工況下的換熱性能進(jìn)行了測(cè)試，通過(guò)比較模擬結(jié)果與測(cè)試結(jié)果，表明建立的拋管式換熱器數(shù)學(xué)模型是正確的。并利用數(shù)學(xué)模型，對(duì)換熱器的換熱性能進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了換熱器管徑、管長(zhǎng)、載冷劑溶液流速和進(jìn)口溫度對(duì)換熱性能的影響。在冬季最冷月時(shí)，分別對(duì)拋管式換熱器管外壁結(jié)冰和不結(jié)冰時(shí)換熱器換熱情況進(jìn)行了模擬研究，分析在拋管式換熱器管外壁結(jié)冰后，冰層對(duì)換熱器換熱性能的影響。
　　然后，在冬季最不利工況