空氣源跨臨界CO2熱泵熱水器系統(tǒng)的性能研究.pdf

1、CO2熱泵熱水器是利用CO2在超臨界狀態(tài)下的特殊物性來實(shí)現(xiàn)水加熱的裝置。與常規(guī)的熱水器相比，CO2熱泵熱水器在加熱熱水的過程中具有環(huán)保、高效、安全等優(yōu)點(diǎn)，并且能將水加熱到90℃以上。在日本CO2熱泵熱水器已經(jīng)作為商業(yè)產(chǎn)品在日常生活中發(fā)揮著很好的作用，但是目前在國內(nèi)CO2熱泵熱水器的應(yīng)用和性能優(yōu)化還有待于深入研究。本文為了研究CO2熱泵熱水器的循環(huán)性能，為CO2熱泵熱水器的應(yīng)用提供一定的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，具體的研究內(nèi)容如下:
　　1.

2、建立了一套CO2熱泵熱水器的循環(huán)裝置并對其循環(huán)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　2.通過改變循環(huán)流程中的蒸發(fā)溫度、水的入口溫度、冷卻壓力、水的體積流量等參數(shù)，考察其對系統(tǒng)循環(huán)的制熱能效比(COP)、壓縮機(jī)排氣溫度、水的出口溫度和氣體冷卻器壓降的影響，為系統(tǒng)的優(yōu)化提供理論依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn):系統(tǒng)產(chǎn)生的熱水溫度可達(dá)到95℃，且最大的COP值可達(dá)到4.18。
　　3.應(yīng)用CFD軟件建立了氣體冷卻器三維模型，并對ScCO2在氣體冷卻器中的傳熱特

3、性進(jìn)行了模擬計(jì)算，得到了在不同的冷卻壓力和熱流密度下氣體冷卻器中ScCO2的溫度圖譜，以及在不同的冷卻壓力和熱流密度下努賽爾數(shù)(Nu)和傳熱系數(shù)（h）沿著管長的變化情況，結(jié)果表明:當(dāng)入口壓力從7.5 MPa增加到9.5 MPa時，入口處的Nu從404增加到806，h從2769增加到6149;當(dāng)熱流密度從10245 w/m2增加到32835 w/m2時，入口處的Nu從695增加到919，h從5244增加到6914。
　　4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)