中高溫熱泵自然工質的理論與實驗循環(huán)性能研究.pdf

1、以工業(yè)廢熱為熱源的中高溫熱泵技術的開發(fā)，對于拓展熱泵節(jié)能技術的應用空間、提供工業(yè)余熱資源回收利用手段具有重要意義，目前國內對中高溫熱泵系統(tǒng)的研究與開發(fā)基本處于起步階段。由于中高溫熱泵系統(tǒng)不存在專用的部件和公認的工質，因此中高溫熱泵技術的研究重點為基于常溫熱泵系統(tǒng)硬件，尋找環(huán)境性能和循環(huán)性能俱優(yōu)的中高溫熱泵適用工質。人工合成工質絕大多數擴散到大氣中，對地球生態(tài)環(huán)境帶來潛在危險，自然工質被稱為解決環(huán)境問題的最終方案。
　　 本文立足

2、于R134a常溫熱泵系統(tǒng)硬件，著眼于自然工質，以工質與系統(tǒng)硬件相匹配為篩選原則，采用改進的理論循環(huán)性能分析計算方法，在60-105℃冷凝溫度范圍內，在30、35、40、45℃循環(huán)溫升下，對ODP為0，GWP很低的環(huán)保型自然工質進行了理論循環(huán)性能對比研究，篩選出環(huán)境性能和循環(huán)性能俱優(yōu)的自然工質R600a和R600。
　　 采用改進型的對比實驗評價方法，在60-95℃冷凝溫度范圍內，對兩種自然工質R600a、R600進行了循環(huán)性能實

3、驗研究。結果表明：與課題組前期優(yōu)選工質R245fa相比，自然工質R600a和R600具有更優(yōu)良的循環(huán)性能，兩種自然工質的COP和制熱量均高于R245fa，綜合性能也優(yōu)于R245fa。在所考察的冷凝溫度范圍內，R600的排氣溫度和壓縮機耗功低于R600a，COP高于R600a，綜合循環(huán)性能優(yōu)于R600a；尤其是在80℃冷凝溫度以上的高溫工況下，R600的性能優(yōu)勢更為明顯。R600a和R600具有可燃性，使用時應采取安全性措施。采用在不可燃

4、合成工質中添加少量的R600a和R600組成混合工質的方法，可以得到滿足安全性要求的優(yōu)良工質。本文按照上述方法得到了混合工質M2，針對其進行實驗研究，結果表明，混合工質M2的COP和制熱量均高于R245fa，綜合循環(huán)性能也優(yōu)于R245fa，循環(huán)性能得到提高，安全性能也得到保證。
　　 換熱設備是熱泵系統(tǒng)的重要部件，換熱器匹配也是中高溫熱泵設計的主要內容。隨著板式換熱器近年來的迅速發(fā)展，針對板式換熱器的選型優(yōu)化問題越來越受到重視。