热泵系统中换热器稳态模型的分析山东国信工业

文章出处：山东国信人气：发表时间：2019-01-05 14:25

　　水-水热泵(Heat Pump) 由于具有比较高的运行效率(efficiency)以及冷热源易于获取的优点，已经在一些地区得到了较多的应用和发展。换热设备使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。换热设备广泛应用于炼油、化工、轻工、制药、机械、食品。加工、动力以及原子能工业部门当中。通常，在某些化工厂的设备投资中，换热器占总投资的30%。由于热泵系统是一个多参数非线性强耦合（Coupling）的系统，系统中的制冷剂和水等介质之间的换热和流动（flow）是复杂的传热传质过程，采用传统的优化方法进行优化容易出现（ appear）不收敛现象。
　　热泵系统(system)的数学模型包括(bāo kuò)五个子模型，分别是压缩机（compressor）模型、冷凝器（类别：换热设备）模型、热力膨胀阀模型、蒸发器（Evaporator）模型和水泵（water pump）模型。换热设备使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。换热设备广泛应用于炼油、化工、轻工、制药、机械、食品。加工、动力以及原子能工业部门当中。通常，在某些化工厂的设备投资中，换热器占总投资的30%。
　　换热器模型为稳态模型，包括制冷剂侧、水侧和两侧热平衡三部分。假设制冷剂和水在各自流道（RunnerSystem）中皆为均匀（jūn yún)分布（cloth），且二者逆向流动，只考虑（consider)沿板壁径向传热（Heat Transfer），两侧外板壁面为绝热，不考虑冷凝器（类别：换热设备）内压降等。
　　输（shū）入已知制冷剂入口压力、焓，水的温度和质量（Mass）流速以及换热器的尺寸(chǐ cùn)，假设出口焓，判断出口状态（state），从出口开始按不同相区进行计算，得到每一个相区的平均换热系数和压降，并计算传热系数，根据换热量(Heat)和传热温差计算该区的换热面积(area)，比较各相区换热面积之和与已知条件(tiáo jiàn)是否相同，如不同重新假设出口焓，重复（repeat)上述计算，直至满足迭(dié)代条件。蒸发（evaporation）器还需比较计算的出口压力与假设值是否一致，若一致完成计算，否则重新假设出口压力，迭代(更替)计算直至满足压力迭代条件。

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