R290直膨式太陽能熱泵熱水系統(tǒng)性能模擬研究.pdf

1、隨著科技不斷發(fā)展，居民生活水平日益提高，能源消耗持續(xù)增加，能源價格居高不下，環(huán)境污染、資源浪費等問題日漸突出。節(jié)能減排作為實現(xiàn)能源節(jié)約、控制污染和提高能源利用效率的重要手段，已成為解決環(huán)境問題并延長新能源尋求時間的有效途徑。熱泵技術(shù)作為一種對低品位能源進行回收再利用的技術(shù)，在節(jié)能減排方面得到了國內(nèi)外專家的認可。而熱泵空調(diào)系統(tǒng)中廣泛采用的HCFCs類制冷劑R22對臭氧層有破壞性，并能導(dǎo)致溫室效應(yīng)，已被列為限制使用制冷劑。
　　在尋找

2、R22替代制冷劑的過程中，碳氫化合物R290以其具有較高的汽化潛熱性能、與冷凍機油良好的相溶、容易獲得且成本低廉、無公害、消耗臭氧潛能為零、溫室效應(yīng)潛能極低等特點有望成為R22的最佳替代制冷劑。R290的標準沸點、凝固點、臨界溫度、臨界壓力等參數(shù)都與R22十分接近，并且汽化潛熱接近R22的2倍左右，這對降低制冷劑充注量、提高系統(tǒng)性能很有幫助。雖然R290具有可燃易爆的特性，但是只要采取適當?shù)姆雷o措施，可燃性在R290作為制冷劑的應(yīng)用中可

3、以被有效控制。
　　本文編制了R290熱物理性質(zhì)仿真程序，采用Cleland公式、Carl關(guān)聯(lián)式與溫度多項式擬合相結(jié)合的方法，建立了R290的熱力性質(zhì)和遷移性質(zhì)顯式計算模型。并建立了R290直膨式太陽能熱泵熱水系統(tǒng)中太陽能集熱/蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器及蓄熱水箱、電子膨脹閥等部件的數(shù)學(xué)模型和R290充注量模型。設(shè)計系統(tǒng)程序計算流程、確定系統(tǒng)收斂判據(jù)和輸出結(jié)果，編制系統(tǒng)模擬計算程序。
　　通過系統(tǒng)仿真程序的模擬結(jié)果，理論分析了環(huán)

4、境參數(shù)（太陽輻射強度、室外溫度、室外風(fēng)速）、結(jié)構(gòu)參數(shù)（蒸發(fā)器集熱面積、蓄熱水箱容積）和運行參數(shù)（壓縮機轉(zhuǎn)速）的變化對系統(tǒng)熱性能指標、加熱時間等參數(shù)的影響效果。并分析了制冷劑R290的充注量變化對系統(tǒng)平均性能系數(shù)、集熱效率、加熱時間、冷凝壓力、蒸發(fā)壓力、蒸發(fā)器得熱量、壓縮機功率等參數(shù)的影響。最后分析了環(huán)境參數(shù)、運行參數(shù)變化對系統(tǒng)主要部件內(nèi)R290的分布及遷移特性的影響。本文研究結(jié)論為太陽能熱泵系統(tǒng)性能實驗研究和升級優(yōu)化控制策略提供了理論支