無霜型空氣源熱泵系統(tǒng)的理論與實驗研究.pdf

1、傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)利用室外換熱器從空氣中吸熱或向空氣放熱，傳熱效果較差，所以傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)在夏季用于供冷時在相同工況下其性能系數(shù)比水冷式冷水機組低，而水冷式冷水機組在冬季尤其是當室外空氣溫度低于0℃時不能正常運行。雖然傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)在冬季能工作，但運行時常常因為室外換熱器表面結(jié)霜而制熱效果差，甚至無法正常運行，這就極大地制約了空氣源熱泵的推廣使用。本文提出了一種新的無霜型空氣源熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)夏季以水冷模式運行，能充分發(fā)揮水冷冷

2、水機組的優(yōu)勢，而冬季又能利用原系統(tǒng)從環(huán)境中吸取熱量，作空氣源熱泵使用，且能避免系統(tǒng)結(jié)霜，可連續(xù)運行。
　　無霜型空氣源熱泵系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成：壓縮制冷(熱泵)子系統(tǒng)、溶液吸熱子系統(tǒng)。溶液再生子系統(tǒng)。和傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)增加了溶液系統(tǒng)，而溶液系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件為再生器，因此，首先需掌握冬季工況下再生器的熱質(zhì)傳遞規(guī)律，本文詳細研究了冬季工況下再生器的性能。
　　利用搭建的冬季工況下溶液再生器性能實驗臺，實驗研究了冬

3、季工況下以LiCl溶液為再生溶液時入口空氣溫度、質(zhì)量流量、含濕量以及溶液溫度、質(zhì)量流量、質(zhì)量分數(shù)對溶液再生器性能的影響，分析了以上各入口參數(shù)對再生量和全熱效率的影響。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，回歸出了冬季工況下再生量和全熱效率的計算關(guān)聯(lián)式。
　　為了分析冬季工況下再生器內(nèi)熱質(zhì)傳遞規(guī)律，建立了再生過程的熱質(zhì)傳遞模型，并把這些數(shù)學(xué)模型離散化進行了數(shù)值求解。為了使再生器內(nèi)熱質(zhì)傳遞分析和計算簡化和通用化，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得到了再生器在冬季工況下的無量綱

4、形式的熱質(zhì)傳遞準則關(guān)系式，該關(guān)系式可用于冬季工況下再生器的設(shè)計與優(yōu)化等。
　　利用建立的無霜型空氣源熱泵系統(tǒng)熱力計算的數(shù)學(xué)模型，分別分析了室外空氣溫度、室外空氣濕度、溶液塔入口溶液溫度、溶液塔入口溶液濃度、蒸發(fā)器中溶液與制冷劑質(zhì)量流量之比、溶液塔中空氣與溶液質(zhì)量流量之比、再生器中空氣與溶液質(zhì)量流量之比、溶液塔的全熱效率、再生器的全熱效率等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。從分析結(jié)果可以看出，和傳統(tǒng)空氣源熱泵系統(tǒng)相比，在相同工況下，無霜型空氣源