高溫?zé)岜玫臄?shù)學(xué)模型及性能實(shí)驗(yàn)研究
能源與動(dòng)力工程
資助企業(yè):
日出東方控股股份有限公司
資助年份: 2024
企業(yè)導(dǎo)師: 尹亞領(lǐng)
指導(dǎo)教師: 王如竹 李大明
項(xiàng)目成員: 呂昊天 季凡
項(xiàng)目簡介
項(xiàng)目概述
高溫?zé)岜檬且豁?xiàng)清潔高效節(jié)能技術(shù),在工業(yè)及民用領(lǐng)域的加熱及蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)中具有廣闊應(yīng)用前景。
本項(xiàng)目開發(fā)了一臺(tái)R245fa高溫?zé)岜脵C(jī)組。輸出溫度為120℃、額定制熱量600kW。實(shí)測結(jié)果表明機(jī)組在6種工況下COP>3.2,投資回收期2.77年,相比燃煤鍋爐產(chǎn)生24%的碳減排效益。進(jìn)行熱泵系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及其仿真分析,驗(yàn)證了模型準(zhǔn)確性。開展高溫冷凝換熱性能強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高溫?zé)岜脙?nèi)部冷卻熱力學(xué)路徑優(yōu)化研究,顯著改善了熱泵高溫傳熱特性和冷卻性能。
項(xiàng)目錄用論文1篇、申請(qǐng)國家發(fā)明專利1項(xiàng)。
項(xiàng)目目標(biāo)
項(xiàng)目的總體目標(biāo)是開發(fā)120℃的高COP高溫?zé)岜脵C(jī)組。
1) 構(gòu)建并測試高溫?zé)岜脴訖C(jī)。為熱泵系統(tǒng)優(yōu)選工質(zhì);設(shè)計(jì)和搭建熱泵樣機(jī),開展多工況性能測試;
2) 高溫?zé)岜孟到y(tǒng)的數(shù)學(xué)建模及其仿真分析。建立COMSOL與Simulink的傳熱與熱力學(xué)聯(lián)合熱泵循環(huán)的模型,預(yù)測和評(píng)估系統(tǒng)性能;
3) 高溫冷凝換熱性能強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。進(jìn)行冷凝器跨尺度協(xié)同傳熱強(qiáng)化研究,提高高溫冷凝換熱性能。
4) 高溫?zé)岜脙?nèi)部冷卻熱力學(xué)路徑優(yōu)化。設(shè)計(jì)內(nèi)循環(huán)冷卻系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冷卻和廢熱回收。
項(xiàng)目成果
項(xiàng)目搭建高溫?zé)岜脵C(jī)組2臺(tái),輸出溫度均可達(dá)120℃,機(jī)組亮相中國制冷、熱泵展。機(jī)組在6種工況測試下COP>3.2,熱力學(xué)性能優(yōu)異;投資回收期2.77年,相比燃煤鍋爐產(chǎn)生24%的碳減排效益,社會(huì)效益高。
項(xiàng)目開發(fā)翅片-毛細(xì)芯復(fù)合強(qiáng)化換熱管,提升高溫下?lián)Q熱性能,相比傳統(tǒng)方案強(qiáng)化系數(shù)超過3。項(xiàng)目設(shè)計(jì)三種具備內(nèi)部制冷劑冷卻回路,提升了系統(tǒng)能量利用率,額定工況COP提升25%。
項(xiàng)目進(jìn)行期間投稿會(huì)議論文2篇、申請(qǐng)國家發(fā)明專利1項(xiàng)。





