co2跨临界循环水—水热泵数值模拟及实验的研究论文

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1、CO2跨临界循环水—水热泵数值模拟及实验研究NumericalsimulationandexperimentalstudyofCO2transcriticalwater-waterheatpump学科专业：工程热物理研究生：刘忠彦指导教师：马一太教授天津大学机械学院二零一一年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日我是爱天大的！！学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要从制冷剂的发展历程出发，阐述

3、了制冷剂相关标准的发展，对制冷剂的环保性、安全性进行了分析，提出了一种新的制冷剂综合性能评价方法—自然度。并对制冷剂自然度进行了量化分析。本文主要以CO2自然工质为研究对象，对其在热泵方面的应用进行了计算机模拟和实验研究。建立了CO2跨临界循环水—水热泵系统模型，从系统外部参数即冷却水流量、温度以及冷冻水温度、流量出发，对整个系统进行了模拟分析。不同的蒸发压力下，对应着不同的系统高压。蒸发温度越高，对应的高压越低，排气温度越低。工质流量随着蒸发温度的升高而升高，冷却水温度随着蒸发温度的升高而降低。过热度对系统性

4、能的影响不大，随着过热度的增加，系统制热量和COP是稍呈增加趋势。建立了CO2跨临界水—水热泵实验系统，介绍了系统的组成，阐述了实验研究目的、内容及实验方法。实验结果表明：系统存在一个最优高压，使得系统性能最优。最优高压大约在8.5MPa左右。冷却水流量以及其进口温度对系统性能有很大影响。冷却水流量越大，系统的制热量、制冷量以及制热COPh、制冷COPc都越大。但是如要制取高温热水，需减小冷却水流量，当制取热水65℃，所对应的冷却水量已很小。且冷却水进口温度越高，制热量、制冷量、制热COPh和制冷COPc会降低

5、，所以应保持较低的冷却水进口温度。冷冻水的流量以及进口温度随系统性能的影响是正面的，随着流量和进口水温的增加，系统制热量、制冷量、制热COPh以及制冷COPc都是增大的。关键词：制冷剂标准自然度模拟CO2水—水热泵系统ABSTRACTThedevelopmentofrefrigerantstandardsiselaboratedbasedonthedevelopmentoftherefrigerant,andtheenvironmentalandsecurityperformanceoftherefrigera

6、ntiselaborated.Akindofnewrefrigerantcomprehensiveperformanceevaluationmethod-naturaldegreeisputforward,andtherefrigerantnaturaldegreeisalsoquantitativeanalyzed.TheresearchinthispapermainlyfocusesonthenaturerefrigerantCO2,moreover,thecomputersimulationiscarri

7、edoutandtheexperimentstudyontheapplicationofheatpumpisalsoconducted.ThesimulationmodelofCO2transcriticalwatertowaterheatpumpisdevelopedinconsiderationoftheexternalparametersofthesystem,whichcontainscoolingwaterflowflux,coolingwatertemperature,chilledwaterflo

8、wflux,chilledwatertemperature.Thecalculatedresultsshowthehighpressurechangingwiththevariationofsystemevaporatingpressure.Thecondensingpressureanddischargingtemperaturedecreasewiththeincreasingof