● 摘要
当前，能源问题已经成为世界的主要问题之一，而我国“十一五”规划已经将节约资源上升到基本国策的高度，并明确提出单位GDP能耗降低20%的目标。实现节能降耗的重要途径之一就是提高能源利用效率。目前，我国的大中型城市普遍存在着集中供热热源不能满足迅速增加的供热需求的问题，另一方面，城市周边的火力发电厂循环水则通过冷却塔将热量排放至大气中。利用电厂循环水余热供热具有重要的经济和社会效益。本文旨在提出适合于电厂循环水温度工况的新型压缩式热泵循环及系统流程，开发适应于该系统的专用热泵。主要围绕大温差压缩式水源热泵机组进行设计、生产研发以及实验测试，对大温差压缩式热泵进行了较为全面的理论与实验研究。首先，提出了一系列新型热泵机组系统形式并对其性能分别进行模拟计算优化，确定方案为两级串联加过冷的热泵机组系统。其次，运用集总参数法，对热泵机组系统建立数学模型并进行分析，主要对换热器面积对热泵性能的影响进行了分析，为以后的换热器设计提供了依据。同时，还对热泵机组的其它主要部件进行了参数计算及设备选型以及成品样机的性能测试。最后，对热泵机组的经济性进行了简要分析，论证了大温差压缩式热泵机组所产生的正面社会效益。本文的理论分析及实验测试研究表明：随着热泵级数增加，热泵COP会逐渐增大，但增加比例逐渐降低，综合成本及性能，二级加过冷的热泵形式为优选。大温差压缩式热泵制热COP可达到5.7，热泵性能随换热器面积逐渐增大，趋势逐渐趋于平缓。