低環(huán)溫復(fù)疊式高效高溫空氣源熱泵理論

　　　　我國冬季燃煤供暖所產(chǎn)生的煙塵和廢棄是霧霾的主要來源之一,迫切需求一種清潔、節(jié)能的采暖方式。空氣源熱泵作為利用可再生能源,是一種高效節(jié)能無污染的熱源,在我國長江流域得到了廣泛的應(yīng)用。但是空氣源熱泵在低溫環(huán)境下的使用存在吸氣比容大、吸氣壓力降低、壓比增大、排氣溫度過高等問題。針對空氣源熱泵在低環(huán)溫下使用的局限性,分析國內(nèi)外學(xué)者在這方面的研究現(xiàn)狀,提出并研究使用復(fù)疊式空氣源熱泵機(jī)組來解決空氣源熱泵低環(huán)溫下的高溫高效問題,旨在拓寬空氣源熱泵的運行范圍,提高空氣源熱泵的采暖出水溫度,達(dá)到高溫高效的目的,從而部分取代鍋爐,實現(xiàn)節(jié)能減排。本文對復(fù)疊式熱泵系統(tǒng)的理論循環(huán)進(jìn)行分析,建立了數(shù)學(xué)模型。根據(jù)工質(zhì)篩選原則及工質(zhì)的物性對比分析,篩選出R134a/R507為最適合設(shè)計工況下的復(fù)疊式空氣源熱泵系統(tǒng)的高、低溫級循環(huán)工質(zhì)。對復(fù)疊式熱泵系統(tǒng)的運行性能進(jìn)行理論分析,得出在理想狀態(tài)下,系統(tǒng)的壓縮比、制熱量、壓縮機(jī)耗功率、COP等隨蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的變化規(guī)律,為設(shè)計復(fù)疊式熱泵實驗機(jī)組奠定了基礎(chǔ)。依據(jù)復(fù)疊式熱泵系統(tǒng)的理論和分析結(jié)果,自行設(shè)計了實驗樣機(jī)和實驗測試系統(tǒng),構(gòu)建實驗樣機(jī)綜合實驗臺。在0℃~10℃環(huán)境溫度、65℃~78℃出水溫度條件下多工況地對實驗樣機(jī)進(jìn)行性能測試,并分析實驗結(jié)果及樣機(jī)各性能參數(shù)的變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明:系統(tǒng)蒸