喷射式大温差换热系统实验研究

发布时间：2021-06-06 11:43

　　为了解决集中供热领域广泛存在的供热管网扩容改造与超远距离供热问题,以喷射式热泵为基础,提出了并联型和串联型两种喷射式大温差换热系统。在数学建模和有机工质优选的基础上,搭建了一级网水总换热量为170 k W级的并联型喷射式大温差换热系统实验样机,对其启停特性以及额定工况和变工况条件下的热力性能进行了实验研究。主要结论如下:并联型系统的变工况适应能力更强。并联型喷射式大温差换热系统启机与停机时间均为15 min,启停流程简单,响应迅速。在一级网水质量流量为0. 60 kg/s、二级网水质量流量为3. 75 kg/s、二级网回水温度为44. 33℃、一级网供水温度为110. 61℃的额定工况条件下,实验样机可将二级网供水温度提升至55. 38℃,并将一级网回水温度大幅降低至39. 48℃,能够实现大温差换热过程。在一级网水质量流量为0. 60 kg/s、二级网水质量流量为3. 75 kg/s、二级网回水温度为44. 33℃的工况条件下,喷射式大温差换热系统的换热能力随一级网供水温度的升高而显著提升。 

【文章来源】：煤气与热力. 2020,40(11)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

并联型喷射式大温差换热系统原理

串联型喷射式大温差换热系统原理见图2。有机工质和一级网水在各部件内的工作原理与并联型喷射式大温差换热系统相同。不同点在于二级网回水以串联形式布置，先流经冷凝器，再流经调温换热器，最终作为二级网供水向用户供热。对于以上两种喷射式大温差换热系统而言，由于蒸发器内的一级网回水温度有可能比调温换热器内的二级网供水温度低，因此有可能实现大温差换热。当二级网水采用串联连接形式时，其优点是管路结构简单，但无法通过流量调节的方法对调温换热器和冷凝器之间的换热量进行匹配，变工况适应能力较差。当二级网水采用并联连接形式时，则可以有效解决换热量匹配问题，具有较强的变工况适应能力。因此，本文只详细研究并联型喷射式大温差换热系统。

以图1所示的系统结构为研究对象，在设计参数数值模拟、关键部件优化设计、有机工质优选的基础上，搭建了一级网水总换热量为170 k W级的并联型喷射式大温差换热系统实验样机(以下简称实验样机)。实验样机主要设备包括图1中的全部主要设备，还包括数据测量设备、数据采集系统、各类管道与阀门、一级网水循环系统、二级网水循环系统等。其中，一级网水循环系统和二级网水循环系统不作为本文主要研究内容。在表1设计参数条件下，换热器型号与主要参数见表3，换热器总换热面积为83.48 m2，系统内各换热介质的质量流量与压力参数见表4。采用修正的等动量混合模型设计制造了实验样机中的喷射器，其实物外形见图3，型号为GAJ1.12-0.6/97-0.1/36-0.2/44。工质循环泵选用型号为LH1MH02型的离心泵，额定流量为6L/min，额定压头为1.5 MPa，配套电动机额定功率为750 W，并设有流量调节阀。工质循环泵采用远程控制方式。采用手动节流膨胀阀作为实验样机中的节流阀。数据测量设备包括:温度测量装置采用PT铂电阻温度传感器，压力测量装置采用高温压力变送器，流量测量装置采用电磁流量计。数据采集系统方面:采用博途V13软件对实验样机数据采集模块(SM-1231-AI)进行编程，数据采集最小时间间隔为1 min。实验样机实物见图4，其中节流阀被遮挡，未在图中标注。图4 喷射式大温差换热系统实验样机实物

【参考文献】：
期刊论文
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[4]供热技术发展与展望[J]. 方修睦,周志刚.  暖通空调. 2016(03)

博士论文
[1]大温差换热系统能量转换机理与应用[D]. 李亚平.哈尔滨工业大学 2019



本文编号：3214317