太阳能辅助跨临界co2热泵系统的理论分析和优化研究

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1、．目录3．4．2运行成本比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯223．4．3综合评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．243．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．24第四章太阳能辅助跨临界C02热泵的优化研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．1U型真空管式集热器的结构优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．1．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．1．2FLUENT模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．264．1．3结果分

2、析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．284．2水箱的结构优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯324．2．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．324．2．2FLUENT模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．324．2．3结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．334～跨临界二氧化碳热泵的部件优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯354．3．1建模概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．354．3．2压缩机模型的建立⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．3．3气体冷却器模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯374．3．4节流阀模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4l4-3．5蒸发器模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l4．3．6模拟结果及理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．4双热源太阳能辅助跨临界C02热泵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．464．4．1引言⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．4．2系统介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．474．4．3系统的优点⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一494．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50第五章结论与建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯515．1结j论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．515．2今后研究工作建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52参考文献⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一57致‘谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯．58V华北电力大学硕士学位论文1．1课题背景与意义第一章绪论自从上世纪30年代，由美国杜邦公司生产氟利昂制冷工质以来，氟利昂以其热力性能优良、无毒、不燃、能适用不同工作温度范围等优点，使制冷剂的发展几乎达到了相当完善的地步川。直到1974年美国Roland和Molina教授首次发表的论文指出，卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层之后，1987年在加拿大蒙特利尔召开的联合国环境保护计划会议，36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭氧层物质的蒙利尔协定书》，逐步限制CFCs和HCFCs工质的生产和使用【2J。1991年中国加

6、入《蒙特利尔协定书》，从2007年起停止CFCs的生产和销售，并根据规定在2030年前完成HCFCs的全面淘汰pJ。而许多人工合成的物质(如高效杀虫剂DDT)总会出现许多问题，从对环境的长期安全来看，用天然工质替代氟利昂合成工质是一种安全、必然的选择。在几种常用自然工质中，除水和空气以外，C02是与环境最为友善的制冷工质。在十九世纪人们已经提$c02作为制冷剂，并应用于船舶上的制冷系统。C02的消耗臭氧潜能值ODP=0，温室效应潜能值GWP=I，具有单位容积制冷量高、运动粘度低、导热系数高、安全性和稳定性好等特点。在亚临界区域具有良好的传热性能，条件相

7、同的条件下，其沸腾换热系数是常用CFC$IJ冷剂的2倍，温度损失为HCFC的一半【4‘5J。Lorentzen在1994年提出C02跨临界循环理论，指出若采用跨临界循环，C02可以用于汽车空调和热泵领域，系统性能系数与常规空调相比仍具有竞争力，运用在热能领域，C02在气体冷却器中较大的温度变化，正好可以使用于水的加热，从而达N4,的热传递损失和高效率【6J。此外，C02容易获取，价格低廉，不需要回收，因此，C02作为CFCs与HCFCs类物质的长期替代物具有非常光明的前途。热泵是一种从低温热源吸热送往高温热源的循环设备，其热效率大于l。用于生产低品位热

8、水时，其热效率可达到3以上。C02热泵的排气温度比较高，一般在80℃以上，并且放热过程在超临界