蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜孟到y(tǒng)性能優(yōu)化研究.pdf

1、在COP(性能系數(shù))有保證的前提下,熱泵供熱技術(shù)較之傳統(tǒng)的燃燒化石燃料供熱方式節(jié)能。中高溫?zé)岜眉夹g(shù)研究旨在通過開展高效化和高溫化研究,將熱泵技術(shù)的應(yīng)用空間拓展到較高溫度范圍,從而提供一種中低溫工業(yè)余熱回收利用技術(shù)手段、并以更高的熱輸出溫度水平滿足過程加熱需求。本文在對兩類主要的熱泵形式—蒸汽壓縮式與吸收式熱泵進(jìn)行性能對比分析的基礎(chǔ)上,對蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜瞄_展了單級循環(huán)系統(tǒng)性能優(yōu)化和兩級循環(huán)方式優(yōu)化對比研究。
　　蒸汽壓縮式與吸收

2、式熱泵的性能對比分析表明,兩類熱泵在一次能源利用率、高溫化潛力、系統(tǒng)造價(jià)、循環(huán)動(dòng)力源方面各有優(yōu)點(diǎn),均可通過高效化和高溫化技術(shù)研究拓展應(yīng)用到中高溫工況,分別用于以電能(機(jī)械能)和低品位熱能作為循環(huán)驅(qū)動(dòng)力的情形。制約蒸汽壓縮式熱泵高溫化水平的主要因素是著眼于潤滑油熱穩(wěn)定性的壓縮機(jī)允許排氣溫度上限、和著眼于封閉式壓縮機(jī)之電機(jī)線圈熱安全的允許吸氣溫度上限;有助于高溫化的技術(shù)措施包括:采用干流體類工質(zhì),濕流體類工質(zhì)情形下采用恰當(dāng)干度的濕吸氣,回轉(zhuǎn)

3、式壓縮機(jī)情形下采用濕壓縮過程,采用開啟式壓縮機(jī)、無油壓縮機(jī),采用多級循環(huán)等。
　　在改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上,對單級循環(huán)蒸汽壓縮式中高溫?zé)岜孟到y(tǒng),開展了壓縮機(jī)性能對比實(shí)驗(yàn)研究。對象壓縮機(jī)為開啟式活塞壓縮機(jī)和全封閉式渦旋壓縮機(jī),實(shí)驗(yàn)工質(zhì)為HFC245fa,實(shí)驗(yàn)工況范圍為冷凝溫度分別為75、85、95℃,循環(huán)溫升分別為45℃、35℃。結(jié)果表明:相同工況下,開啟式活塞壓縮機(jī)的排氣溫度低于全封閉式渦旋壓縮機(jī);開啟式活塞壓縮機(jī)定熵效率高于全封閉式渦

4、旋壓縮機(jī),但綜合效率低于全封閉式渦旋壓縮機(jī)。提示開啟式活塞壓縮機(jī)更適用于中高溫工況,其優(yōu)化方向?yàn)楦倪M(jìn)傳動(dòng)效率、結(jié)合壓縮機(jī)負(fù)荷優(yōu)化機(jī)電匹配關(guān)系。
　　采用改進(jìn)的理論循環(huán)性能計(jì)算方法,以HFC245fa為工質(zhì),在冷凝溫度70-130℃、循環(huán)溫升40-65℃的工況范圍,優(yōu)化并對比了4種兩級循環(huán)方式的理論循環(huán)性能。結(jié)果表明:兩級循環(huán)方式的COP明顯高于單級循環(huán),其中兩級節(jié)流中間不完全冷卻方式給出的COP最高;對于以濕流體為工質(zhì)的情形,采用