基于兩相噴射器增壓的空氣源熱泵系統(tǒng)性能研究.pdf

1、目前，節(jié)能減排受到了國家和科研工作者的重視，熱泵領(lǐng)域中利用噴射器代替節(jié)流閥是一種新的節(jié)能辦法。在傳統(tǒng)的壓縮式熱泵循環(huán)中引入結(jié)構(gòu)簡單的噴射器，可以使系統(tǒng)的節(jié)流損失變少，提升壓縮機(jī)入口壓力，從而減少壓縮機(jī)的功耗，節(jié)約了電能。本文建立了基于兩相噴射器增壓的空氣源熱泵系統(tǒng)的熱力學(xué)分析模型，并對模型進(jìn)行了驗(yàn)證，研究了不同噴射器結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)行工況、制冷劑（R134a、R1234yf、R1234ze、R152a、R143a）情況下系統(tǒng)性能的變化規(guī)律與

2、特性。
　　基于對噴射器中流體的流動(dòng)過程的分析，應(yīng)用質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒對兩相噴射器建立了的熱力學(xué)分析模型。該模型中結(jié)合了噴射器的喉部面積比、噴嘴喉部尺寸和噴嘴出口尺寸，并在噴嘴喉部聲速計(jì)算中引入了經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后的聲速計(jì)算模型，使模型的分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。對比拉法爾噴嘴和漸縮型噴嘴性能發(fā)現(xiàn)，單蒸發(fā)器空氣源熱泵系統(tǒng)采用拉法爾噴嘴性能更優(yōu)。
　　對噴射器的結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)：給定工況下，對于兩相噴射器增壓的單蒸發(fā)器熱泵系統(tǒng)，喉部面積

3、比和噴嘴出口尺寸均存在某一值使得系統(tǒng)的性能達(dá)最大值，即：該工況下，噴射器存在最佳噴嘴出口尺寸和最佳喉部面積比；噴射器的最佳噴嘴出口直徑隨著冷凝溫度的升高而增大，隨著蒸發(fā)溫度的升高而減??；系統(tǒng)使用不同制冷劑時(shí)，噴射器對應(yīng)的最佳噴嘴出口尺寸和最佳喉部面積比不同。
　　對單蒸發(fā)器系統(tǒng)性能研究表明：升壓比（壓縮機(jī)入口壓力和蒸發(fā)器出口壓力的比值）、性能系數(shù)提高率（單蒸發(fā)系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)壓縮系統(tǒng)性能系數(shù)的提高率）隨著冷凝溫度的升高而升高，而噴射

4、系數(shù)、性能系數(shù)隨著冷凝溫度的升高而降低；性能系數(shù)、性能系數(shù)提高率均隨著噴嘴等熵效率、吸入室等熵效率、擴(kuò)壓室等熵效率的升高而升高；對比五種制冷劑在單蒸發(fā)器兩相噴射器增壓的熱泵系統(tǒng)中的性能，發(fā)現(xiàn)采用R152a為制冷劑時(shí)，制熱量和噴射系數(shù)高于其他四種。
　　對雙蒸發(fā)器系統(tǒng)性能研究發(fā)現(xiàn)：兩相噴射器增壓的雙蒸發(fā)器熱泵系統(tǒng)的噴射系數(shù)隨著蒸發(fā)溫度的升高而升高，而性能系數(shù)和性能系數(shù)提高率（雙蒸發(fā)系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)壓縮系統(tǒng)性能系數(shù)的提高率）隨著冷凝溫度