渦旋壓縮機(jī)閃發(fā)器熱泵系統(tǒng)的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、經(jīng)濟(jì)器可以有效地改善空氣源熱泵在低溫環(huán)境下制熱性能和運(yùn)行可靠性差的問題。本文根據(jù)渦旋壓縮機(jī)準(zhǔn)二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，采用理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對(duì)渦旋壓縮機(jī)閃發(fā)器熱泵系統(tǒng)的性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 本文首先對(duì)渦旋壓縮機(jī)閃發(fā)器熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。從準(zhǔn)二級(jí)壓縮熱泵系統(tǒng)渦旋壓縮機(jī)的工作機(jī)理出發(fā)，考慮到壓縮機(jī)增設(shè)補(bǔ)氣口后，增加了一個(gè)補(bǔ)氣—壓縮的過程。由于渦旋壓縮機(jī)的補(bǔ)氣過程持續(xù)時(shí)間很短，因此分析時(shí)可將補(bǔ)氣過程近似看作是絕

2、熱的。在補(bǔ)氣過程中，壓縮機(jī)工作腔的容積不斷縮小，同時(shí)由于補(bǔ)氣作用又使工作腔內(nèi)制冷劑質(zhì)量持續(xù)增加，因此，壓縮機(jī)的補(bǔ)氣—壓縮過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)在容積不斷變化的變質(zhì)量系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的非穩(wěn)定流動(dòng)過程。根據(jù)此特點(diǎn)建立了包含影響壓縮機(jī)性能的主要因素且適用于閃發(fā)器熱泵循環(huán)的數(shù)學(xué)模型。在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了仿真模擬計(jì)算，分析了補(bǔ)氣口的位置對(duì)閃發(fā)器系統(tǒng)性能的影響，并得出了閃發(fā)器系統(tǒng)與普通單級(jí)壓縮系統(tǒng)的最佳切換區(qū)域。另外，當(dāng)壓縮機(jī)采用中間補(bǔ)氣后，影響其壓

3、縮功的因素變得較為復(fù)雜，因此電效率等系數(shù)的計(jì)算已不再滿足原來提出的經(jīng)驗(yàn)公式，補(bǔ)氣壓力的大小、補(bǔ)氣口的位置等因素都影響到這些系數(shù)的變化。本文在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上擬合出了適用于閃發(fā)器熱泵系統(tǒng)渦旋壓縮機(jī)的電效率公式，為以后經(jīng)濟(jì)器的理論研究提供了參考依據(jù)。 在理論分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出渦旋壓縮機(jī)閃發(fā)器熱泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)研制的原型機(jī)進(jìn)行了全面的動(dòng)態(tài)性能測試。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，驗(yàn)證和修正了理論分析的結(jié)果和方法，分析閃發(fā)器熱泵系統(tǒng)和過冷器熱

4、泵系統(tǒng)的性能差異，并明確造成這兩種系統(tǒng)性能差異的原因，弄清楚了閃發(fā)器熱泵系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律。結(jié)果表明：隨著蒸發(fā)溫度的降低，原型機(jī)的制熱量有所減少，但減少的速度明顯低于普通熱泵系統(tǒng)，壓縮機(jī)的電功率有所增加，但增加的幅度不大；閃發(fā)器前節(jié)流系統(tǒng)在低溫工況下比過冷器系統(tǒng)和閃發(fā)器后節(jié)流系統(tǒng)可以更有效地提高空氣源熱泵的低溫制熱性能，是寒冷地區(qū)用小型空氣源熱泵比較適宜采用的系統(tǒng)。 本研究有助于加快我國熱泵行業(yè)的發(fā)展步伐，擴(kuò)大空氣源熱泵的使用范圍，