蒸气压缩式热泵热力计算报告

蒸气压缩式热泵热力计算报告

一、题目

某空气/水热泵系统，其制热时的工作条件为：空调用供热水进、出口温度分别为26︒C、40︒C，蒸发器进口空气的干球温度为16︒C，冷凝器出口液体过冷度为6︒C，蒸发器出口气体过热度为10︒C。压缩机的理论输气量V h=35 m3/h，输气系数λ=0.8，指示效率ηi=0.85，机械效率ηm=0.9。工质为R134a。

EES程序及计算结果

t_s1=26 "供热水进口温度"

t_s2=40 "供热水出口温度"

t_ein=16 "蒸发器进口空气干球温度"

deltat_c=6 "冷凝器出口液体过冷度"

deltat_e=10 "蒸发器出口气体过热度"

V_h=35 "压缩机理论输气量"

lambda=0.8 "输气系数"

eta_i=0.85 "指示效率"

eta_m=0.9 "机械效率"

deltat=8 "冷凝器侧和蒸发器侧传热温差"

t_e=t_ein-deltat "蒸发温度"

t_c=(t_s1+t_s2)/2+deltat "冷凝温度"

t_g=t_c-deltat_c "过冷温度"

t_1=t_e+deltat_e "吸气温度"

t_0=t_e

x_0=1

p_0=pressure(R134a,t=t_0,x=x_0)

p_1=p_0

h_1=enthalpy(R134a,t=t_1,p=p_1)

v_1=volume(R134a,t=t_1,p=p_1)

s_1=entropy(R134a,t=t_1,p=p_1)

t_6=t_c

x_6=0

p_6=pressure(R134a,t=t_6,x=x_6)

p_2=p_6

s_2=s_1

h_2=enthalpy(R134a,p=p_2,s=s_2)

t_3=t_g

p_3=p_6

h_3=enthalpy(R134a,t=t_3,p=p_3)

h_4=h_3

q_e=h_1-h_4 "单位质量吸热量"

w_0=h_2-h_1 "单位理论压缩功"

w_e=w_0/eta_i/eta_m "单位实际压缩功"

q_h0=h_2-h_3 "单位理论制热量"

q_h=q_e+w_e "单位实际制热量"

G=V_h/3600*lambda/v_1 "工质循环流量"

Qh=q_h*G "热泵制热量"

P_e=w_e*G "压缩机轴功率"

COP_h=q_h/w_e "热泵实际制热系数"

二、变工况热泵性能分析

1、改变工质种类

表1 热泵性能随工质种类的变化

工质种类单位质

量吸热

量

（kJ/kg）

单位理

论压缩

功

（kJ/kg）

单位实

际压缩

功

（kJ/kg）

单位理

论制热

量

（kJ/kg）

单位实

际制热

量

（kJ/kg）

工质循

环流量

（kg/s）

热泵制

热量

（kW）

压缩机

轴功率

（kW）

热泵实际

制热系数

R134a 163.5 21.72 28.39 185.2 191.8 0.14 26.86 3.975 6.757 R22 172.4 23.37 30.55 195.7 202.9 0.2001 40.61 6.113 6.643 R142b 186.6 24.12 31.53 210.7 218.1 0.0656 14.31 2.068 6.917

三、变工况热泵性能分析

1、变蒸发器进口空气干球温度

表1 热泵性能随蒸发器进口空气干球温度的变化

蒸发器进口空气干球温度（ C）

单位质量吸热量

（kJ/kg）

单位理论压缩功

（kJ/kg）

单位理论制热量

（kJ/kg）

制热系数图1-1

图1-2 单位理论压缩功随蒸发器进口空气干球温度的变化

图1-3 单位理论制热量随蒸发器进口空气干球温度的变化

单

位

质

量

吸

热

量

蒸发器进口空气干球温度

单

位

理

论

压

缩

功

蒸发器进口空气干球温度

单

位

理

论

制

热

量

蒸发器进口空气干球温度

图1-4 制热系数随蒸发器进口空气干球温度的变化

2、变供热水进口温度

表2 热泵性能随供热水进口温度的变化

变供热水进口温度（ C）单位质量吸热量

（kJ/kg）

单位理论压缩功

（kJ/kg）

单位理论制热量

（kJ/kg）

制热系数图2-1 单位质量吸热量随蒸发器进口空气干球温度的变化

制

热

系

数

蒸发器进口空气干球温度

单

位

质

量

吸

热

量

供热水进口温度