天然气驱动VM循环热泵的热力学优化研究

【摘要】：我国采暖能耗巨大,热泵作为一项高效节能技术,其应用对于能源和环境的可持续发展有着重要意义。天然气驱动VM循环热泵按VM热动力闭式气体回热循环原理工作,为进一步提高循环的性能系数,本文采用热力学方法进行理想、实际和量子化VM循环的优化研究。 理想VM循环热泵的性能系数随着中温热源温度的增加而减小,随着低温及高温热源温度的增加而增大。在理想VM循环中,冷腔的最大体积大于热腔的最大体积,且冷腔中的平均分子数远远大于热腔,所以低温热源温度对性能系数的影响最大。对于实际VM循环热泵,采用纯He的COP较高,但氦氖混合气的运行特性与纯He一致,所以在部分场合,可以考虑采用氦氖混合工质。EES编程计算结果表明:当工质为纯He时,回热损失和活塞轴向导热损失,大约是系统总损失的80%。 对内可逆VM循环热泵,泵热率受不同的导热规律的影响巨大,但各参数对系统性能影响的定性分析是相同的。当泵热率达到最大值时,其对应的性能系数并不是最大的。供暖温度越高,泵热率越大,但其性能系数却是逐渐降低的。回热时间系数与压缩比的比值增大,则泵热率减小,其性能系数增大。 对量子VM循环热泵,当高温和中温等温路径上设置相同的阶梯数,且相邻两个阶梯的占有数之比也为常数时,循环性能系数最大。当热源温度给定时,选用频比较大的气体做工质可提升性能系数。漏热会大幅减小性能系数。当忽略回热时间时,得到了最佳温度系数的表达式,并推导出最佳泵热率的热力学优化准则。 【关键词】：天然气驱动VM循环热泵 有限时间热力学 内可逆 量子VM循环 热力学优化准则
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 本课题的研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 天然气驱动VM 循环热泵10-12
• 1.2.2 有限时间热力学12
• 1.3 本课题研究内容12-14
• 第2章 天然气驱动VM 循环热泵的热力学分析14-26
• 2.1 天然气驱动VM 循环热泵14-16
• 2.1.1 系统结构14-15
• 2.1.2 工作原理15-16
• 2.1.3 系统优点16
• 2.2 理想VM 循环热泵的热力学分析16-19
• 2.3 热源温度对COP 的影响19-20
• 2.4 混合工质对COP 的影响20-21
• 2.5 实际VM 循环热泵的损失计算21-25
• 2.5.1 计算方法21-24
• 2.5.2 计算结果24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 VM 循环热泵的内可逆循环优化26-34
• 3.1 内可逆循环VM 热泵的理论模型26-27
• 3.2 循环周期27-29
• 3.3 内可逆性能优化29-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 量子VM 循环热泵的阶梯循环优化34-44
• 4.1 量子VM 循环的理论模型34-35
• 4.2 经典极限下量子VM 阶梯循环的最优化35-39
• 4.3 量子VM 循环的周期39-42
• 4.4 本章小结42-44
• 第5章 量子VM 循环热泵有限时间热力学优化准则44-52
• 5.1 量子VM 循环的优化目标44-48
• 5.2 量子VM 循环热泵的有限时间热力学优化准则48-50
• 5.3 本章小结50-52
• 第6章 结论与展望52-54
• 6.1 结论52
• 6.2 展望52-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作59-60
• 致谢60-61
• 详细摘要61-68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

《第八届全国余热制冷与热泵技术学术会议》将在明年举行    

中日交流热泵蓄能技术 展现蓄冰供冷技术应用前景    汤蓓

桥东污水厂污水(中水)源热泵系统设计    江雄志;赵会芳;刘炳虎;李超;

开启地源热泵技术城市级应用的序幕——首届中国地源热泵技术城市级应用高层论坛综述    吕悦;邓海燕;

地源热泵技术打开地源利用新局面    石定寰;

热泵技术的应用对环境影响的初探    薛越霞;

建筑节能中暖通空调的一般技术措施    张莉;龚娇;

浅谈水源热泵技术的发展    李阳;

地源热泵技术,有效提升住宅的使用功能——访沈阳第一冷冻机有限公司北京分公司经理刘建军    鲁晓舟

热泵技术在精馏中的应用    许维秀

耦合热泵技术的地热能利用研究    何宏舟;

火电厂循环冷却水废热热泵回收利用问题研究    徐文忠;冯永华;

辽宁省委常委、市委书记陈政高提出 大力推广应用地源热泵技术努力建设资源节约型和环境友好型社会    陈政高;

内容提要    

武汉推广地源热泵所做的工作    王永胜;

地源热泵技术在中国的发展    吕悦;陈岩;

火电厂循环冷却水废热回收利用问题研究    徐文忠;孙始财;

前言    

空气能热泵产业在我国的发展战略及前景    马德军;

浅层地能在农业设施中的应用研究    江耀;卜云龙;周增产;杨仁全;张春敏;张栋;龙智强;

坚定信心坚持创新推进地源热泵工程不断向前发展    沈宗河 记者 刘妮

地源热泵今年再添1600万平方米    于海

东大游泳馆首尝“地热”甜头    彭跃东

让浅层地热“热”起来    本报记者 李响

地源热泵的推广清洁并温暖着沈阳    本报记者 王云峰

沈阳推广地源热泵技术    文君 和平

沈阳全面推广地源热泵技术    岳阳刘佳

地源热泵推广面临市场尴尬    中国楼市记者 马华

沈阳地热供暖成趋势    记者　李丹 岳阳

沈阳新建房采用地源供热    记者　水华

内燃机热泵独立供能系统的理论模拟与实验研究    陈轶光

季节性蓄热太阳能—土壤耦合热泵系统运行特性及优化    王潇

北京地区浅层地温能资源评价示范研究    徐光辉

严寒地区太阳能-土壤耦合热泵季节性土壤蓄热特性研究    张文雍

严寒地区太阳能—土壤耦合热泵季节性土壤蓄热特性研究    张文雍

新型分布式供能系统热力特性研究    王锡

采集凝固热热泵系统的形式与工况分析    钱剑峰

间接膨胀式太阳能多功能热泵系统的研究    阳季春

地源热泵地下套管式埋管换热器性能研究    魏唐棣

热泵相变储能换热器强化传热数值模拟和实验研究    叶为标

天然气驱动VM循环热泵的热力学优化研究    麦英铖

新型热泵式两段加热型开水器的研制    江勇

热管热泵低温热能回收应用研究    张淑秘

太阳能辅助多功能热泵实验研究    宋志雄

新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的实验研究    刘玉迁

平行流换热器在江水源热泵中的应用研究    王超生

相变储热型热泵热水器的理论与实验研究    张海峰

洗浴废水热回收热泵系统的分析与研究    郑晓琴

热泵与热电联产耦合供暖系统研究    林伟

太阳能热泵供热技术在别墅采暖中的应用实验研究    胡刚