燃氣機熱泵性能系數(shù)隨壓縮機轉(zhuǎn)速變化的研究

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1、燃氣機熱泵性能系數(shù)隨壓縮機轉(zhuǎn)速變化的研究摘要：分析了壓縮機轉(zhuǎn)速變化對燃氣機熱泵制冷量、制熱鼠及壓縮機輸入功率的影響。研究了燃氣機熱泵性能系數(shù)隨壓縮機轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律，調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速對實現(xiàn)燃氣機熱泵的變負荷運行，盡管性能系數(shù)略有下降，但下降幅度較為平緩，且在鮫大范圍內(nèi)變化很小。關(guān)鍵詞：燃氣機熱泵；性能系數(shù)；壓縮機；轉(zhuǎn)速燃氣機熱泵(GasEngine—driveilHeatPump,以下簡稱GEHP)通過燃氣在燃氣機內(nèi)燃燒釋放熱能，驅(qū)動壓縮式熱泵。它具有一次能源利川率高及運行費用低等優(yōu)勢，是很有發(fā)展前景的一種供冷、供熱系統(tǒng)⑸。通常對GEHP性能的研究大多集中在滿負荷的

2、設計工況下，實際上山于環(huán)境條件、用戶需求等情況變化，GEHP經(jīng)常處于變負荷工況，I犬I此變負荷工況下GEHP性能的研究就十分重要，國內(nèi)外對GEHP已開展了相應的理論分析與試驗研究&7】。本文對GEHP性能系數(shù)隨壓縮機轉(zhuǎn)速的變化進行研究。1壓縮機轉(zhuǎn)速變化對GEHP的影響中于環(huán)境條件及用戶需求的變化，GEHP往往處于變負荷工況運行。當GEHP的負荷發(fā)生變化時，應調(diào)整燃氣機及熱泵的工作參數(shù)。燃氣機通過皮帶及聯(lián)軸器等傳動部件驅(qū)動壓縮機，因此改變?nèi)細鈾C的轉(zhuǎn)速可改變壓縮機的轉(zhuǎn)速，從而改變壓縮機的排氣量，完成對熱泵工作參數(shù)的調(diào)整。當其他情況一定時，GEHP的制冷量、制熱耿不包

3、括冋收熱量)及床縮機輸入功率均町表達為壓縮機轉(zhuǎn)速的函數(shù)，表達式為：

4、化曲線可知，在蒸發(fā)溫度為時，隨著壓縮機轉(zhuǎn)速的提高，制冷量(Pc、制熱量(Ph及壓縮機輸入功率Pi都不同程度增大，山曲線擬合出的a、b、c、m、p、r分別為1?729、1?468、0.126、0.407、0.402、0.539。因此在變負荷工況下，可通過改變壓縮機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)GEHP變負荷運行。這種調(diào)節(jié)方式能實現(xiàn)GEHP在較大負荷范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，提高了GEHP的供冷、供熱品質(zhì)及環(huán)境的舒適性。2性能系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化2.1理論分析評價GEHP性能的重要技術(shù)與經(jīng)濟指標為制冷性能系數(shù)Icorc、制熱性能系數(shù)lcop,h，結(jié)合式(1)?(3)可得二者的計算式為：(4)(5)部分

5、負荷時壓縮機的轉(zhuǎn)速與滿負荷時壓縮機轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)速比，其計算式為:式中a轉(zhuǎn)速比，a!■Ml"==M人or

6、負荷下GEHP制熱量，kW由式(6)、(9)、(10)可知,Yc、Yh與轉(zhuǎn)速比Q的關(guān)系式為:a=ylrm(II)a=y1^(12)將式(ID代入式(7)?式(12)代入式(8)可得:W"(13)色叫“廠心(14)2.2結(jié)果分析不論從壓縮機轉(zhuǎn)速改變還是從GEHP負荷發(fā)生變化的角度看，均有當m>r時，Pcop.r—1?隨看a或Yc的增大'ICOP,c升高,反之卜降。同理,當p>r時,Pcop.h—隨著a或Yh的增大ICOP,h升高，反之下降。試驗曲線擬合出的m、p均略小于r,

7、

8、武(4).(5)可知，隨著壓縮機轉(zhuǎn)速的增大Icop,c、lcop,h略有下降。但由于Im

9、-rI、Ip-rI很小，都為0.1左右，因此由式(7)、(8)、(13)、(14)可知,Bcop,c、Pcop.h均按低指數(shù)函數(shù)的規(guī)律變化,即在較大的范圍內(nèi)ICOP,h、Icop.h變化很小。由于m、p兒乎相等，因此Icorc與lcop,h隨壓縮機轉(zhuǎn)速的變化特性相同。文獻［8］給出，在試驗參數(shù)范圍內(nèi)（壓縮機轉(zhuǎn)速變化范圍為800?3000s滿負荷時的最大轉(zhuǎn)速為3000s'1,Icop,c'Icop.h隨CJ的變化曲線見圖1。圖1lcop,c、ICOP,h隨a的變化Fig.1VariationofICop,candIcop.hwitha由圖1可知，試驗結(jié)果與理論分

10、析結(jié)果基本一致。上述分析