跨临界CO2热泵系统变工况性能的试验研究.pdf

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1、·134·内燃机与配件跨临界C02热泵系统变工况性能的试验研究Experimental’ResearchofVar、iableConditionsPerformanceofTranss—criticalC02HeatPumpSystem梁志礼①LIANGZhi—li;龚毅蓟GONGYi;吴学红②WUXue—hong;牛国庆①NIUGuo-qing(①黄河交通学院汽车工程学院,武陟454950;②郑州轻工业学院能源与动力工程学院,郑州450002)((王)SchoolofAutomotiveEngineering,TheYellowRiverInstituteofTransportati

2、on,Wuzhi454950,China:(室)SchoolofEnergyandPowerEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou450002,China)摘要:为研究CO:在热泵领域的应用,本文通过搭建跨临界CO:热泵系统实验台,对其在变工况条件下的性能进行研究和分析,找出热泵系统性能系数最佳的X-况条件,为跨临界CO:热泵系统推向市场化提供试验依据。试验结果表明:当出水温度k。超过50℃时,随着热泵系统的高压压力‰升高,系统的性能系数(COP。)呈现先升高后降低的特点,有一个峰值,该峰值所对应的高压压力就是最

3、优高压压力P嘣;且蒸发温度t。越高,热泵系统的COPH也随之升高。Abstract:InordertostudytheapplicationofC02inthefieldofheatpump,thispaperhasbuiltaexperimentalunitsoftrans—criticalC02heatpumpsystem,toresearchandanalyzeitsperformanceinvariousconditions,findoutthebestconditionwiththeopticalcoemcientofperformanceandprovidetheexper

4、imentalbasisforthemarketingoftrans—criticalC02heatpump.Theresultshowsthat:whentheterminationtemperatureofwaterisbiggerthan50。C,theCOPsofheatpumpsystemincreasesfirstandthendecreasesasthehigh-pressure,whichexistsamaximumvalue,andthatitcorrespondstothehighsidepressureistheoptimal;andthehighertheeva

5、porationtemperatureis,thehighertheCOP.ofheatpumpis.关键词:跨临界;C02热泵系统;变工况;性能;试验研究Keywords:trans-critical;C02heatpumpsystem;variableconditions;performance;experimentalresea.'ch0引言1850年,AlexanderTwining首先提出将C02应用于蒸汽压缩式系统中,由于该制冷系统采用亚临界循环,导致使系统效率偏低,从而限制了其发展Ⅲ。氟利昂制冷剂具有适中的压力和较高的制冷效率,且无毒、无可燃性和无刺激性,很快地取代了CO

6、:在制冷剂方面的地位【2l。然而,近年来随着人们对环境问题的日益重视,作为消耗臭氧层和具有温室效应的氟利昂制冷剂必将被替代,而自然工质CO,又一次得到世人的关注。G.Lorentzen首先提出CO:跨临界循环,与亚临界循环相比,其冷凝压力很高,因此扩大了其应用范围【3.41。由于CO:的临界温度较低(t盯:31.1℃),在CO:跨临界循环中,压缩后的CO:气体进入临界状态,高温高压的CO:气体在气冷器中的冷却是用显热进行交换的,且冷却过程温差大,最大可由1200(2降到40℃,可以达到制取高温热水的要求。试验结果表明:CO,热泵系统最高可以将水加热到90℃,而传统工质的热泵系统只能将水

7、加热到50qC左右151;C02热泵系统具有工作压力高、换热器尺寸较小和系统结构紧凑等特点。所以,CO,在热泵领域的应用具有较大的优势6l。1跨临界CO。热泵系统试验台系统流程如图1示。经过回热器加热的低压、低温的CO,蒸汽,被压缩机压缩成高温、高压的过热蒸汽,通过气体冷却器向冷却水中散热。然后经过中间回热器进一步冷作者简介:梁志礼(1986一),男,河南周口人,硕士研究生,黄河交通学院汽车工程学院助教,研究方向为自然工质CO:在热泵、汽车空调

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