低环温复叠式高效高温空气源热泵理论

　　　　我国冬季燃煤供暖所产生的烟尘和废弃是雾霾的主要来源之一,迫切需求一种清洁、节能的采暖方式。空气源热泵作为利用可再生能源,是一种高效节能无污染的热源,在我国长江流域得到了广泛的应用。但是空气源热泵在低温环境下的使用存在吸气比容大、吸气压力降低、压比增大、排气温度过高等问题。针对空气源热泵在低环温下使用的局限性,分析国内外学者在这方面的研究现状,提出并研究使用复叠式空气源热泵机组来解决空气源热泵低环温下的高温高效问题,旨在拓宽空气源热泵的运行范围,提高空气源热泵的采暖出水温度,达到高温高效的目的,从而部分取代锅炉,实现节能减排。本文对复叠式热泵系统的理论循环进行分析,建立了数学模型。根据工质筛选原则及工质的物性对比分析,筛选出R134a/R507为最适合设计工况下的复叠式空气源热泵系统的高、低温级循环工质。对复叠式热泵系统的运行性能进行理论分析,得出在理想状态下,系统的压缩比、制热量、压缩机耗功率、COP等随蒸发温度和冷凝温度的变化规律,为设计复叠式热泵实验机组奠定了基础。依据复叠式热泵系统的理论和分析结果,自行设计了实验样机和实验测试系统,构建实验样机综合实验台。在0℃~10℃环境温度、65℃~78℃出水温度条件下多工况地对实验样机进行性能测试,并分析实验结果及样机各性能参数的变化规律。实验结果表明:系统蒸