亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        CO2熱泵熱水器燃?xì)饫鋮s器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究

        2023-09-28 02:30:14強(qiáng)
        關(guān)鍵詞:水流量冷卻器熱泵

        李 強(qiáng)

        (中山百得廚衛(wèi)有限公司,廣東 中山 528400)

        CO2價(jià)格低廉,可廣泛使用,不會(huì)像其他制冷劑[1]一樣影響全球環(huán)境。CO2的GWP=1,是工業(yè)生產(chǎn)的廢物,作為技術(shù)氣體使用時(shí),對(duì)全球變暖的凈影響為零。目前,日本、挪威等國(guó)家在微型CO2HPWP(熱泵熱水器)領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究,已經(jīng)生產(chǎn)出了成熟的市場(chǎng)產(chǎn)品。據(jù)預(yù)測(cè),日本對(duì)CO2HPWP的需求在2010年的生產(chǎn)總量將達(dá)到52萬(wàn)輛。日立公司生產(chǎn)的兩種HPWP已經(jīng)上市,可以將水加熱到80℃或70℃。根據(jù)市場(chǎng)情況,其價(jià)格在65~100萬(wàn)日元之間(1日元等于0.051人民幣)。然而,我國(guó)對(duì)跨臨界CO2HPWP的研究卻比較落后。目前,上海交通大學(xué)、天津大學(xué)、西安交通大學(xué)、清華大學(xué)和上??萍即髮W(xué)最早開(kāi)展了跨臨界CO2HPWP理論和試驗(yàn)研究。但關(guān)鍵組件如氣體冷卻器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥與外國(guó)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,仍有很大的差距[2]。

        該文設(shè)計(jì)了一套CO2跨臨界循環(huán)熱泵水泵加熱器系統(tǒng),設(shè)計(jì)了雙管氣體冷卻器,研究了CO2在氣體冷卻器中的傳熱特性,考察了氣體冷卻器水流量對(duì)氣體冷卻器出水溫度、熱本熱水器出水溫度和冷卻器出水溫度對(duì)系統(tǒng)COPh的值的影響。

        1 設(shè)計(jì)過(guò)程

        1.1 CO2熱泵熱水器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        CO2熱泵系統(tǒng)循環(huán)的原理是通過(guò)一系列步驟實(shí)現(xiàn)的。首先,蒸發(fā)器中的CO2氣體被壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。然后,高溫高壓的CO2進(jìn)入氣體冷卻器,在這里通過(guò)水的冷卻作用產(chǎn)生熱水。接下來(lái),經(jīng)過(guò)內(nèi)部熱交換器,CO2被過(guò)冷,然后通過(guò)毛細(xì)管進(jìn)行節(jié)流。在這個(gè)過(guò)程中,蒸發(fā)器吸收熱量,同時(shí)產(chǎn)生冷水[3]。隨后,低壓的CO2進(jìn)入再生器進(jìn)行過(guò)熱,然后重新進(jìn)入壓縮機(jī),循環(huán)再次開(kāi)始。

        該系統(tǒng)所使用的壓縮機(jī)是由巴西Enbraco公司制造的單臺(tái)半密封式CO2壓縮機(jī),其排量為1.75cm3/轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)在循環(huán)過(guò)程中扮演著關(guān)鍵的角色,通過(guò)對(duì)CO2氣體的壓縮來(lái)推動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。巴西Enbraco公司制造的壓縮機(jī)在CO2熱泵系統(tǒng)中表現(xiàn)出良好的性能和可靠性。

        通過(guò)這種循環(huán)原理和所使用的壓縮機(jī),CO2熱泵系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)熱水和冷水的生產(chǎn)。這種系統(tǒng)具有環(huán)保性和能源效益,有潛力在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,例如家庭熱水供應(yīng)、工業(yè)加熱和空調(diào)系統(tǒng)。通過(guò)使用CO2作為制冷劑,該系統(tǒng)能夠提供高溫高壓的熱水,具有很大的應(yīng)用潛力。

        1.2 燃?xì)饫鋮s器的設(shè)計(jì)

        燃?xì)饫鋮s器是熱泵熱水器是熱泵熱水器的關(guān)鍵部件之一。氣體冷卻器設(shè)計(jì)為反流雙管,材質(zhì)為紅銅。CO2在內(nèi)管中流動(dòng),水在內(nèi)管和外管之間流動(dòng)。

        1.2.1 設(shè)計(jì)條件

        氣冷器的設(shè)計(jì)條件如下:CO2側(cè)工作壓力為12 MPa,水邊工作壓力為0.4 MPa,進(jìn)水溫度為17℃,出熱水溫度為65℃,傳熱量Qw為1.45 kW。考慮增壓12 MPa,內(nèi)管外徑6 mm,壁厚1.2 mm,外管外徑10 mm,壁厚1.0 mm。

        1.2.2 傳熱計(jì)算

        當(dāng)超臨界CO2在氣體冷卻器中冷卻時(shí),熱物理性質(zhì)隨溫度的變化迅速,特別是在偽臨界點(diǎn)附近。

        CO2側(cè)的熱對(duì)流系數(shù)可通過(guò)格涅林斯基相關(guān)法計(jì)算,如公式(1)所示。

        式中:Nu為對(duì)流系數(shù),f為管內(nèi)湍流流動(dòng)的Darcy阻力系數(shù),Re為雷諾系數(shù),Pr為普朗特準(zhǔn)數(shù)。

        佛羅年柯(Filonenko)公式如公式(2)所示。

        式中:f為管內(nèi)湍流流動(dòng)的Darcy阻力系數(shù),Re為雷諾系數(shù)。

        根據(jù)迪圖斯一貝爾特 (Dittus-Boelter)公式,水體的傳熱系數(shù)如公式(3)所示。

        式中:Nuf為對(duì)流傳熱系,Re為雷諾系數(shù),Pr普朗特準(zhǔn)數(shù)數(shù),f表示流體平均溫度,b為指數(shù),當(dāng)流體被加熱時(shí),指數(shù)b=0.4。

        其中雷諾系數(shù)計(jì)算如公式(4)所示。

        式中:Re為雷諾系數(shù),u為流速,de為當(dāng)量直徑,de=Vf為平均水流量。

        總傳熱系數(shù)k的計(jì)算相關(guān)系數(shù)如公式(5)所示。

        式中:K為總傳熱系數(shù),h為壁厚,λc摩擦系數(shù),hf為流動(dòng)阻力,di,O為外管直徑,di為內(nèi)管直徑。如公式(6)所示。

        式中:hf為流動(dòng)阻力,λf為摩擦系數(shù),de為當(dāng)量直徑,Nuf對(duì)流傳熱系數(shù)。如公式(7)所示。

        式中:de為當(dāng)量直徑。

        根據(jù)設(shè)計(jì)條件,傳熱結(jié)果如下:

        hi=2751 Wm-2K-1,hf=1935 Wm-2K-1,k=887.6 Wm-1K-1。

        1.2.3 氣體冷卻器的長(zhǎng)度計(jì)算

        根據(jù)傳熱方程,如公式(8)所示。

        式中:Q為熱流量,k=887.6 Wm-1K-1,A為橫截面積,Δtm為傳熱時(shí)平均溫差。如公式(9)所示。

        式中:Δtm為傳熱時(shí)平均溫差,Δtmax進(jìn)口端溫度差,Δtmin出口端溫度差。

        因此,氣體冷卻器的長(zhǎng)度可以計(jì)算為L(zhǎng)=6.6m。采用蛇形環(huán)管設(shè)計(jì),內(nèi)徑為6mm,外徑10mm。內(nèi)管壁厚1.2mm,外管壁厚1mm??傞L(zhǎng)度6.6m。

        2 結(jié)果與討論

        氣體冷卻器和蒸發(fā)器入口的水溫控制在恒定狀態(tài)。蒸發(fā)器的水流量也控制在25.2 L/h,氣體冷卻器的水流量也由一個(gè)閥門控制。氣體冷卻器的水流量對(duì)熱水溫度的影響如圖1所示。

        圖1 氣體冷卻器的水流量對(duì)熱水溫度的影響

        從圖1可以看出,當(dāng)水流量40 L/h,水溫可達(dá)72℃。隨著氣體冷卻器水流量的升高,熱水(氣體冷卻器出口)的溫度逐漸降低,當(dāng)水流量為120 L/h時(shí),水溫維持在42℃左右。管徑一定情況下,這是因?yàn)樗髁吭龃?,流速加快,冷水停留時(shí)間縮短,降低了傳熱效率。

        COP值(制冷效率)是指熱泵系統(tǒng)在特定工況下所實(shí)現(xiàn)的制冷量(或制熱量)與輸入功率之間的比值。較高的COP值表示熱泵系統(tǒng)具有更高的效率和節(jié)能性。如圖2所示,可以看出整個(gè)系統(tǒng)的COPh(性能系數(shù))隨著氣體冷卻器的水流量增加而增大。當(dāng)氣體冷卻器的水流量為23 L/h時(shí),COPh為1.7。隨著水流速率增至80 L/h,COPh增至2.6。進(jìn)一步增加水流速率至121.8 L/h時(shí),COPh增至2.8。初期隨著水流量增加,系統(tǒng)的性能系數(shù)明顯提高。然而,當(dāng)水流量繼續(xù)增加時(shí),系統(tǒng)的性能系數(shù)增長(zhǎng)速度變緩,當(dāng)水流量超過(guò)100 L/h時(shí),系統(tǒng)的性能系數(shù)基本保持不變,達(dá)到了極限。

        圖2 系統(tǒng)性能系數(shù)與氣體冷卻器水流量關(guān)系

        通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)氣體冷卻器的水流量,可以顯著提高熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)。在一定范圍內(nèi),隨著水流量增加,系統(tǒng)的制冷效率逐漸提高,從而更好地利用能源,達(dá)到節(jié)能效果。然而,當(dāng)水流量超過(guò)一定閾值時(shí),進(jìn)一步增加水流量并不能顯著提高系統(tǒng)的性能系數(shù)。因此,當(dāng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行熱泵系統(tǒng)時(shí),需要考慮水流量對(duì)系統(tǒng)性能的影響,并在達(dá)到一定水流量后進(jìn)行合理地控制,以保證系統(tǒng)的最佳性能[4]。

        如圖3所示,隨著氣冷器出水溫度增加,系統(tǒng)的COph值變小,說(shuō)明系統(tǒng)的節(jié)能效果變差,耗能增加。

        圖3 系統(tǒng)性能系數(shù)與氣冷器出水溫度關(guān)系

        如圖4、圖5所示,隨著水流量從40 L/h增至12 L/h,高溫段的換熱系數(shù)從192.3增至203.2,低溫段的換熱系數(shù)從146.2增至150.7,高溫段和低溫段的換熱系數(shù)分別提升了10.9%和4.5%。這是因?yàn)殡S著水側(cè)的換熱加強(qiáng),水側(cè)的換熱系數(shù)增加,蛇形盤管表面的溫度降低,使換熱器的排煙溫度降低,水側(cè)吸收熱量增加。由于換熱器主要進(jìn)行氣水換熱,主要的熱阻在氣側(cè),因此要提高水側(cè)的流量,在管徑一定的情況下,流速加快,對(duì)于提高換熱器的整體的水速并沒(méi)有多大的幫助,所以提高水流速度,并未明顯提升換熱器的換熱系數(shù)。

        圖4 高溫段換熱系數(shù)與水流量關(guān)系

        圖5 低溫段換熱系數(shù)與水流量關(guān)系

        這些研究結(jié)果對(duì)于優(yōu)化CO2熱泵系統(tǒng)的性能具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。通過(guò)了解水流量與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系,可以更好地設(shè)計(jì)熱泵系統(tǒng),以最大程度地提高能源效益,達(dá)到節(jié)能的效果。這對(duì)于推動(dòng)可持續(xù)能源利用和減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴具有重要的作用。

        3 結(jié)論

        該文設(shè)計(jì)了CO2熱泵熱水器的燃?xì)饫鋮s器,并對(duì)其系統(tǒng)特性和燃?xì)饫鋮s器的傳熱特性進(jìn)行了測(cè)試和分析。

        總結(jié)了以下4點(diǎn)結(jié)論:1)當(dāng)燃?xì)饫鋮s器水流量升高時(shí),燃?xì)饫鋮s器出口水溫逐漸降低,熱泵熱水器的熱水溫度達(dá)到72℃。2)當(dāng)氣體冷卻器的水流量為23 L/h時(shí),COPh為1.7。當(dāng)水流速率達(dá)到80L/h時(shí),COPh增至2.6。當(dāng)水流速率增至121.8L/h時(shí),COPh增至2.8。3)隨著氣冷器出水溫度增加,系統(tǒng)的COph值變小,說(shuō)明系統(tǒng)的節(jié)能效果變差,耗能增加。4)試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),提高水流量,不會(huì)使換熱器的換熱系數(shù)得到明顯提升。

        猜你喜歡
        水流量冷卻器熱泵
        燃?xì)鈾C(jī)熱泵與電驅(qū)動(dòng)熱泵技術(shù)經(jīng)濟(jì)性實(shí)測(cè)對(duì)比
        煤氣與熱力(2022年4期)2022-05-23 12:44:44
        M701F4燃?xì)廨啓C(jī)TCA系統(tǒng)冷卻水流量異常分析
        青海電力(2022年1期)2022-03-18 12:08:36
        國(guó)產(chǎn)納濾膜脫除硝酸鹽的試驗(yàn)研究
        基于重力方向影響的低壓渦輪葉片水流量測(cè)量數(shù)值計(jì)算
        洗脫苯粗苯冷凝冷卻器優(yōu)化改造
        山東冶金(2019年6期)2020-01-06 07:46:14
        抽真空管加裝冷卻器探索分析
        活力(2019年17期)2019-11-26 00:42:22
        柴油機(jī)EGR冷卻器綜合性能分析及改進(jìn)
        水循環(huán)高效礦井乏風(fēng)熱泵系統(tǒng)分析與應(yīng)用
        同煤科技(2015年4期)2015-08-21 12:51:02
        330MW機(jī)組主蒸汽流量計(jì)量不準(zhǔn)的原因分析及措施
        熱泵在熱電聯(lián)產(chǎn)中的應(yīng)用
        河南科技(2015年15期)2015-03-11 16:25:52
        国产精品亚洲欧美天海翼| 天天爽夜夜爽夜夜爽精品视频| 亚洲综合在线一区二区三区| 亚洲人成无码网www| 日本一区免费喷水| 不卡视频在线观看网站| 中文字幕在线亚洲精品| 国产在线精品一区二区三区不卡| 欧美日本视频一区| 一区二区人妻乳中文字幕| 国产精品国产精品国产专区不卡| 播放灌醉水嫩大学生国内精品| 久久久99精品视频| 蜜桃传媒免费在线观看| 久久久无码精品亚洲日韩蜜臀浪潮| 成在人线av无码免费| av在线免费观看你懂的| 美女扒开腿露内裤免费看| 女人张开腿让男桶喷水高潮| 国产91精选在线观看麻豆| 男女性搞视频网站免费| 国产精品久久免费中文字幕| 亚洲精品午夜无码电影网| 亚洲国产另类久久久精品小说| 亚洲天堂一区二区三区| 亚洲午夜成人精品无码色欲| 免费现黄频在线观看国产| 元码人妻精品一区二区三区9| 国产av精品麻豆网址| 男女爱爱好爽视频免费看| 中文乱码字幕高清在线观看| 日本一区二区三级免费| 日韩精品久久久久久免费| 国产高级黄区18勿进一区二区| 午夜一区二区在线视频| 色噜噜亚洲男人的天堂| 日韩av无码成人无码免费| 日本肥老熟妇在线观看| 国产一区二区三区四色av| 国产熟妇高潮呻吟喷水| 久久久久成人精品免费播放|