住宅用水源熱泵中央空調(diào)機組動態(tài)特性研究及能耗分析.pdf

1、水源熱泵以其良好的節(jié)能性和優(yōu)異的環(huán)保性能,近十幾年在國內(nèi)外受到了越來越多的重視,尤其在實際應(yīng)用方面在中國獲得了長足的發(fā)展.但是中國目前還缺乏對水源熱泵系統(tǒng)地上部分機組的動態(tài)性能和節(jié)能潛力的一些基礎(chǔ)研究,熱泵機組各組成部件之間的配合以及熱泵機組的工程選型等問題也有待更加精確的研究.該課題正是基于以上的目的,對住宅用水源熱泵機組建立了動態(tài)的數(shù)學模型,并進行了具有一定深度的試驗研究.在質(zhì)量守恒、能量守恒和動量守恒的基礎(chǔ)上,對熱泵機組的冷凝器、

2、蒸發(fā)器、毛細管和壓縮機外殼與外界的換熱環(huán)節(jié)分別建立了與其相對應(yīng)的動態(tài)數(shù)學模型.而對響應(yīng)時間較短的壓縮機內(nèi)部的制冷劑壓縮輸送環(huán)節(jié)則建立了穩(wěn)態(tài)的數(shù)學模型.結(jié)合該課題所采用的渦旋式壓縮機,該文首次將壓縮機外殼的換熱環(huán)節(jié)視做了蒸發(fā)器的一部分,以減小建模求解的難度.為驗證這些數(shù)學模型的準確性,該課題組設(shè)計、開發(fā)了目前國內(nèi)同類型產(chǎn)品中體積及占地面積最小的水源熱泵機組,并搭建了用于住宅用水源熱泵中央空調(diào)機組性能試驗臺.采用目前國內(nèi)最先進的測試方法,對

3、該住宅用水源熱泵機組在啟動過程和穩(wěn)態(tài)運行過程的相應(yīng)參數(shù)進行了在線動態(tài)監(jiān)測.該水源熱泵機組的蒸發(fā)器和冷凝器均采用板式換熱器,體積小,使用非常方便.在熱泵機組動態(tài)數(shù)學模型和實驗測試的基礎(chǔ)上,考慮了熱泵系統(tǒng)的部分負荷的影響,首次采用溫頻方法,建立了特別適合于住宅用水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的全工況能耗分析模型.之后,對該文所開發(fā)的10kW住宅用水源熱泵系統(tǒng)分兩種運行模式進行了全年能耗分析,并和空氣源熱泵進行了能耗和經(jīng)濟的比較.該文通過理論模型、實驗