基于Aspen Plus的自复叠热泵模拟.pdf

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1、万方数据2010年3月第29卷第1期(总110期)制冷文章编号：ISSNl005—9180(2010)01—0001—08。基于AspenPlus的自复叠热泵模拟刘金平，朱海明，刘雪峰(华南理-r：kq!电力学院，广州，510640)[摘要】自复叠热泵的变工况运行对其性能影响很大。应用AspenPlus软件，对冷凝器入口水温从40～55℃的4个工况下的自复霍热泵进行了流程模拟，并对流程中各点参数变化进行了分析，对节流阀的流态进行了计算分析。结果表明，自复叠热泵在两个节流阀开度不变时，随着冷凝器入口水温的升高，压缩机耗功增加，主流与支流流量增大，蒸发压力升高，压缩机入口比

2、容减小，循环的质量流量增大；两个节流阀均未达到雍塞流。[关键词】热泵；自复叠循环；流程模拟；AspenPlus[中图分类号]中图分类号：TB61[文献标识码]ATheSimulationofAuto——CascadeHeatPumpSsystemBasedOilAspenPlusLIUJinping，ZHUHaiming，LIUXuefeng(SchoolofElectricPower，SouthChinaUniversityofTechnology，Gua／蛐ou510640，Gu础ng，China)Abstract：Thevariousconditioncharac

3、teristichasgreatinlluer悦OHtheperfo删ofAuto—Cascadeheatpump．Byus-iIlgAspen—plussoftware，theheatpumpat4differentworkingconditionswhichcondenserinletwaterteml3emturerallge$from40t055％wasshmdated，thechasingtrendofparametersWas粕a蜘ed，theflowsituationoftheexpansionvalveswereanalyzedbycalculation

4、．Theresultsshowthat，whencondenserinletwaterte脚p既姗increases，thepoweroontKuneofOOlfflp嗍randtheflowrateratioofmainstreamandsub—streamincreases，thespecificvoltmaeatsuctionofcompres-sotdecreasesandtheⅡ瑚Is8tlowincreases．Bothtwoexpansionvalveshaven’treachedchokedflow．Keywords：Heatpump；Auto—c．a$

5、cadecircle；Pl_o。嘲sin幽on；AspenPlus1前言增大热泵的工作温差能更好地利用低品位热能，是一项有潜力的节能减排技术措施。为了提高热泵效率和降低其成本，国内外学者对于增大热泵工作温差的研究主要集中在工质匹配和流程改进两个方面。随着研究的深入和技术的发展，研究人员对增大热泵工作温差的研究也取得了一些成果：1)寻找和使用新型的工质。汪健生等对中高温热泵中的几种特殊现象进行了解释，并给出了中高温热泵在设计和实际运行中的一些建议uJ。清华大学和天津大学开发了中高温热泵工质，在蒸发器入口水温与冷凝器入口水温相差约45℃时仍可达到较高的c002—3；2)压缩

6、机喷气增焓技术可以增大热泵的工作温差，国内外一些厂家已经开发了应用于寒冷地区的低温热泵热水器【4

7、，对于我国冬季无集中供暖的黄河以南和长江以北区域的供热水和供暖有较好的应用前景；3)自复叠热泵在采用原有的普通制冷压缩机的基础上可以增大其工作温差，刘金平等对使用非共沸混合工质的自复叠热泵进行了实验研究，在较低的排气压力下仍能制取约7092的热水，但是COP较低【5]5。目前限制自复叠热泵在各·收稿I=l期：2010—1一lO资助项目：“十一五”国家科技支撑计划重大项目(2006BM03A06)作者简介：刘金平(1962一)，男，教授，主要从事大温差热泵及制冷设备优化设计研

8、究。E—IIlai]：mpjpliu@scut．edu．∞万方数据2No．1，2010，Mar．V01．29(TotalNo．110)领域应用的瓶颈主要是其较低的COP。2006ASHRAEHandbookrefrigeration[6J指出自复叠制冷循环系统具有低压缩比和容积效率高的优点，但存在非共沸混合制冷工质和换热器复杂、制冷剂的成分和浓度对系统的性能影响显著、要求压缩机有较大的排气量等缺点。王伟等通过对各个部件建立模型，对一个实际空气源热泵机组典型动态过程进行了计算机仿真[7

9、。S．G．Kim等对使用C02混合工质的自复叠制冷系统