【摘 要】
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喷气增焓作为一项应用于空气源热泵中能有效提高热泵在低温工况下制热性能的技术,目前暂时缺乏关于其对全年性能影响的研究。本文在GREATLAB系列仿真软件中,参考市面上常见的单级蒸汽压缩(Single)热泵的规格尺寸,搭建了带经济器的喷气增焓(SCVI)热泵系统的仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的通用性。基于已经通过实验验证通用性的仿真模型,研究各变量对SCVI系统全年性能系数(APF)的影响,得出
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喷气增焓作为一项应用于空气源热泵中能有效提高热泵在低温工况下制热性能的技术,目前暂时缺乏关于其对全年性能影响的研究。本文在GREATLAB系列仿真软件中,参考市面上常见的单级蒸汽压缩(Single)热泵的规格尺寸,搭建了带经济器的喷气增焓(SCVI)热泵系统的仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的通用性。基于已经通过实验验证通用性的仿真模型,研究各变量对SCVI系统全年性能系数(APF)的影响,得出热泵全年性能的一般提升方法。
在研究过程中,本文根据上海、合肥、郑州、太原和北京等五座典型城市的气候参数,对比Single和SCVI系统的APF,得出喷气增焓技术能有效的提升热泵的全年性能,且应用在以北京为代表的制热季节负荷与全年负荷比值较大的北方地区更具有实际应用价值。因此,后续的研究均采用北京市的气候参数。
同时,APF计算标准中采用17个工况的性能对总耗电量进行加权计算。本研究得出制热工况的性能对APF的影响起主导作用,占比最大的前两项为超低温制热工况和低温中间制热工况。因此,SCVI热泵全年性能的优化,旨在提高超低温制热工况和低温中间制热等制热工况的性能。
对SCVI热泵进行优化设计和优化控制,能进一步提高其全年性能。本文采用仿真的方法进行研究,在优化设计中,得出增大盘管尺寸和循环风量能明显的增大SCVI热泵的APF。在尺寸和风量不变时,压缩机排量、盘管流路布置和经济器尺寸等参数基本不影响SCVI热泵的APF。此时对全年性能的优化,主要在于喷焓工况选择、室外风机风量和制冷剂充注量优化到最优值,本文中给出了搭建的SCVI系统各参数的最优值大小。在优化控制中,基于优化设计后的SCVI系统通过优化各工况运行时的中间压力能再提高热泵的APF,本文中给出了相应的最优中间压力值。
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