准二级压缩空气源热泵系统的性能仿真与实验研究

摘要

和普通空气源热泵系统相比，准二级压缩空气源热泵系统可以有效的改善空气源热泵在低温环境下制热量低和运行可靠性差等问题。结合准二级压缩空气源热泵系统已有的研究成果，本文采用实验和模拟相结合的方法对准二级压缩空气源热泵系统的制热性能进行了详细的分析和研究。
　　 本文首先详细介绍了准二级压缩系统的几种形式及其特点，然后从带补气口的涡旋压缩机的工作机理出发，分析了其工作过程，针对涡旋压缩机固定容积比，以及补气压缩过程持续时间较短的特点，建立了包含影响压缩机性能的主要因素且适用于准二级压缩热泵用涡旋压缩机的数学模型；同时为了研究增设补气回路之后对热泵系统的影响，本文建立了准二级压缩系统各部件的稳态模型，并对各部件进行了耦合，建立了和实验系统相同的以手动节流阀为中间压力元件的准二级压缩系统的仿真模型，并且对仿真模型进行了求解，通过与机组实验结果的对比，仿真值与实验值有较好的一致性。
　　 在理论分析的基础上，研制出了准二级压缩空气源热泵的实验样机，并设计了准二级压缩空气源热泵的实验方案，考核了实验样机在制热工况下的运行性能。实验结果表明，随着蒸发温度的降低，样机的制热量逐渐减少，但明显高于普通热泵，压缩机的耗功有所增加，但机组的制热COP 变化不大，并且排气温度明显降低，故在低温工况下应用准二级压缩热泵系统比普通热泵系统可以更有效地提高空气源热泵的制热性能；另外综合制热量、制热COP 以及系统运行的可靠性，本文总结出了最佳运行中间补气压力的范围为1200～1400kPa。
　　 通过本文的研究，可以进一步的弄清楚补气对空气源热泵性能的影响，并且对准二级压缩空气源热泵系统的设计也有一定的借鉴作用，从而可以进一步扩大空气源热泵的使用范围。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 准二级压缩空气源热泵系统的实验研究

第三章 准二级空气源热泵系统的实验分析

第四章 准二级压缩空气源热泵制热工况数学模型的建立

第五章 结论与展望

附录A

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢