復疊式熱泵的理論分析和高溫段的實驗研究.pdf

1、能源危機的加劇，使人們更加意識到節(jié)能的重要性。本文著眼于具有良好前景的高效節(jié)能熱泵，從理論到實驗分析了熱泵的相關性能參數(shù)。現(xiàn)階段常溫熱泵己被大量研究和廣泛使用，在采暖供熱、干燥除濕、蒸發(fā)濃縮和余熱回收等方面都有了成功的應用并取得了良好的效果，但是相對較低的冷凝溫度限制了熱泵的應用范圍，因此熱泵的高溫化是熱泵發(fā)展的新方向。高溫熱泵的研究主要有2個方向:高溫工質(zhì)的研究和熱泵裝置的研究，已有學者對高溫工質(zhì)進行了一定的研究，并取得了不錯的實際效

2、果，少數(shù)工質(zhì)已實現(xiàn)商業(yè)化，本文從另一方面復疊式熱泵裝置進行研究，以R22為低溫工質(zhì)，R123為高溫工質(zhì)，以理論循環(huán)為基礎，分析了2種閉式結構和2種半開式結構復疊式熱泵，閉式結構系統(tǒng)穩(wěn)定、受環(huán)境影響小，但是存在能量利用率低的缺陷，半開式結構使熱泵的能量利用率達到了100％，另一方面第二冷凝器的加入使熱泵的COP有了提高，因此具有第二冷凝器的半開式裝置在模擬條件下具有最好的性能，整體COP為2.3左右，SMER為2.2 kg/(kW·h)，

3、能量利用率為100％，對以后的復疊式熱泵的理論研究提供了參考。
　　鑒于以R22為工質(zhì)的熱泵研究已成熟并廣泛使用，因此本文實驗部分主要對以R123為工質(zhì)高溫段進行相關的研究。通過電加熱進風到一定溫度與工質(zhì)進行換熱來模擬復疊式熱泵的蒸發(fā)冷凝器的效果功能。實驗通過改變風量、節(jié)流閥開度、旁通閥開度以及電加熱的溫度，得到不同條件下的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、工質(zhì)流量、壓縮機電流。進而得到熱泵的COP，對所得的數(shù)據(jù)與理論值比較分析產(chǎn)生偏差的原因。

4、在整個實驗范圍內(nèi)系統(tǒng)所能達到的的最大COP值為5.78，而在相同條件下的理論循環(huán)所得的COP為7.73，實際值達到理論值的75％，相對來說是比較理想的結果，但是在其他條件下，實際的COP只有理論的40％-70％，有進一步提高的空間。在蒸發(fā)溫度為45℃～60℃區(qū)間內(nèi)，冷凝溫度為70℃～95℃區(qū)間內(nèi)，熱泵的COP幾乎都能維持在3以上，實驗中出現(xiàn)的最高冷凝溫度為95℃，達到了本文實驗的基本目的。而實際應用中的熱泵，工質(zhì)溫度的提升一般都在50℃