準二級壓縮-噴射復(fù)合熱泵系統(tǒng)的試驗研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、準二級壓縮熱泵系統(tǒng)較普通熱泵系統(tǒng)可以顯著提高機組的制熱量、能效比及運行可靠性，正在成為一種擴大空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的有效技術(shù)保證。噴射器因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、無運動部件、適應(yīng)兩相流工況較好等特點，可用來替代普通節(jié)流元件以減小節(jié)流過程的不可逆損失，把它引入到準二級壓縮熱泵系統(tǒng)中，構(gòu)造出準二級壓縮一噴射復(fù)合熱泵系統(tǒng)。研究該復(fù)合熱泵系統(tǒng)的性能，對于擴大空氣源熱泵的應(yīng)用范圍，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求具有重要意義。本文主要采用試驗的方法對該復(fù)合熱

2、泵系統(tǒng)進行詳細的研究。 噴射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計是進行準二級壓縮．噴射復(fù)合熱泵系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。結(jié)合課題所研究的主要內(nèi)容，本文首先介紹了帶圓錐形混合室的噴射器的工作原理及其結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，對噴射器后所能達到的噴射壓力(復(fù)合系統(tǒng)的中間補氣壓力)進行理論計算，并通過編程實現(xiàn)計算過程，為設(shè)計噴射器提供理論基礎(chǔ)。 其次，介紹了準二級壓縮一噴射復(fù)合熱泵系統(tǒng)的基本原理，對準二級壓縮過程進行熱力學(xué)分析，推導(dǎo)出準二級壓縮過程的等熵壓縮功；建立噴射器

3、計算模型，對噴射器的工作過程進行熱力學(xué)分析；對復(fù)合熱泵系統(tǒng)做全面的熱力學(xué)分析，給出各個狀態(tài)點焓值的計算方法。 再次，對準二級壓縮一噴射復(fù)合熱泵系統(tǒng)的性能試驗結(jié)果進行了全面的分析，在制熱性能方面與普通準二級壓縮熱泵系統(tǒng)進行了比較，在制冷性能方面與單級系統(tǒng)進行了比較。與普通準二級系統(tǒng)相比，噴射復(fù)合系統(tǒng)的制熱量、制熱COP有顯著增加，系統(tǒng)的功率及排氣溫度略有降低；噴射復(fù)合系統(tǒng)的制冷量較單級系統(tǒng)有明顯提高，盡管系統(tǒng)的功率略高于單級系統(tǒng)，

4、但系統(tǒng)的制冷COP仍高于單級系統(tǒng)。 最后，對噴射器的噴射系數(shù)和結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。通過對優(yōu)化后的噴射復(fù)合系統(tǒng)的試驗研究，表明：噴射系數(shù)“不是越大越好，合適的噴射系數(shù)能夠提高熱泵系統(tǒng)的制熱性能系數(shù)，且噴射器適應(yīng)的工況范圍較寬。對本系統(tǒng)最優(yōu)的噴射系數(shù)u=0.1；設(shè)計工況合理的噴射器，其工況適應(yīng)范圍較寬，系統(tǒng)具有較高的制熱量、制熱性能系數(shù)，較低的功率、排氣溫度。對在一定工況范圍內(nèi)工作的噴射器來說，選取中間工況作為其設(shè)計工況時系統(tǒng)性能較好