小型水冷式跨临界CO2热泵热水器试验分析.pdf

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1、2015年第43卷第6期流体机械61文章编号：1005—0329(2015)06—0061—05小型水冷式跨临界CO2热泵热水器试验分析杜诗民，刘业凤，蔡操平，张华(上海理工大学，上海200093)摘要：介绍了一种自行设计的小型水冷式跨临界CO热泵热水器试验系统，研究了在蒸发器侧冷冻水流量不变，改变气冷器侧冷却水流量的情况下，相关系统性能的变化规律。试验结果表明：试验条件下，在流量为0．0243kg／s时，平均制热量最大，约为1570W；系统制热COP值随气冷器冷却水流量的增加而升高，最大COP值为2．84；跨临界CO

2、热泵热水器可用于制取较高温度的热水。关键词：跨临界循环；热泵热水器；CO；试验研究中图分类号：TH3文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．06．014ExperimentalAnalysisonSmallWaterSourceHeatPumpWaterHeater、vitllTranscriticalCO2CycleDUShi—rain，LIUYe—feng，CAICao—ping，ZHANGHua(InstituteofrefrigerationandCryogenics，

3、UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Asmallself-designedwatersourceheatpumpwaterheatersystemwithtranscriticalCO2cyclewaspresented．Whentheevaporatorsidechilledwaterflowratewasunchangedandthegascoolersidecoolingwaterflowratewas

4、changed，thechangesofsystem’Sperformancewerestudied．Theexperimentalresultsshowthat：intheexperimentalconditions，whentheflowrateis0．0243kg／s，theaveragemaximumheatwas1570W．Thesystem’SCOP^increasedwiththeincreaseofflowrateofgascooler’ScoolingwaterandthemaximumCOP^was

5、2．84．ItseemsthatheatpumpwaterheaterwithtranscriticalCO2cyclecouldgethigh—temperaturehotwater．Keywords：transcriticalcycle；heatpumpwaterheater；CO2；experimentalstudy1引言关领域的应用研究¨。在国内，对于跨临界CO热泵技术的研究与国外同行相比起步较晚，随着社会的发展，人们生活水平的提高，制冷国内的很多大学和科研机构，如上海交通大学、天空调和热泵系统的耗能所占社会总

6、能耗的比重越津大学、西安交通大学、上海理工大学、浙江大学、来越大。而目前广泛应用的制冷空调和热泵系统合肥通用机械研究所等机构的研究的方向各有所其本身的高耗能和其使用的传统制冷剂对环境的长，有实验研究，也有跨临界CO：热泵系统仿真破坏，使得系统节能和制冷剂的替代成为工程热模拟方面的研究，并取得了很多研究成果。物理学科面临的主要问题。近十多年来，天然环跨临界CO热泵系统能效比相对其他氟利昂制保工质CO：的研究与应用已成为全球范围内的冷剂较低，关键部件结构(如气冷器、压缩机)性热点，CO跨临界热泵热水器也因其放热性能良能的改

7、进，仍是提高热泵系统性能的有效措施，也好和所产热水温度高而备受瞩目。日本是CO是目前跨I临界CO热泵热水器研究的重点。本热泵热水器走向实用化最快、最成功的国家，美文主要对自行开发设计的小型水冷式跨I临界CO，国、挪威、丹麦、德国等国家也在积极开展跨临界热泵热水器试验装置的性能进行试验研究，并对CO循环在家用热泵、商用热泵和汽车空调等相试验结果进行分析。收稿日期：2014—10—21基金项目：上海市重点学科建设项目($30503)62FLUIDMACHINERYVo1．43No．6，2015，所设计的小型水冷式跨临界CO

8、热泵热水2试验系统简介器试验系统原理如图1所示，为了更好地研究系统的性能，在系统上布置了16个测温点和2个压2．1热泵系统温度测点布置力测点，各个测点的布置位置如图1所示。测试编号测点位置说明T1蒸发器二氧化碳出口温度T2蒸发器二氧化碳进口温度T3蒸发器水出口温度T4蒸发器水进口温度T5压缩机排气温度T6压缩机吸气温度T7气冷二氧