添加劑對CO2跨臨界熱泵膨脹過程及系統(tǒng)性能影響的研究.pdf

1、本文以帶膨脹機的跨臨界CO2水水熱泵系統(tǒng)為對象,以優(yōu)化CO2膨脹機的運行、提升系統(tǒng)性能為目的,提出在純CO2中加入添加劑方案,并通過理論和試驗研究,分析了添加劑(氮氣、氬氣、二甲醚和R32)對CO2水水熱泵系統(tǒng)性能、膨脹機及氣體冷卻器的影響。
　　對含添加劑的CO2跨臨界帶膨脹機循環(huán)系統(tǒng)進行了理論分析,結(jié)果顯示加入氮氣和氬氣可以提高膨脹機回收功,單位制熱量和壓縮機比功隨著氮氣或氬氣含量的增加而降低,而COP則隨著氮氣或氬氣含量的增

2、加先增加后降低,系統(tǒng)COP存在最優(yōu)值。COP隨著二甲醚或R32含量的增加而增加,單位制熱量和壓縮機比功隨著二甲醚含量的增加先增加后降低,而隨著R32含量的增加而單調(diào)增加。
　　本文還對膨脹機內(nèi)的CO2相變過程進行了理論分析,應(yīng)用微觀液體“準(zhǔn)晶格”理論分析得出添加劑可以在相變時作為汽化核心,提高核化率。并從宏觀上對含添加劑CO2稀溶液和極限過熱度進行了分析,結(jié)果表明添加氮氣和氬氣有利于CO2相變,而添加二甲醚和R32則相反。另外對C

3、O2氣體冷卻器進行理論分析計算,加入氮氣和氬氣后,氣體冷卻器性能下降。而含二甲醚和R32的CO2氣體冷卻器換熱性能增強。
　　設(shè)計加工了CO2快速降壓試塊,對CO2以及含添加劑的CO2快速降壓膨脹過程進行了試驗。結(jié)果顯示,氮氣可以促進CO2的相變,但是二甲醚則會延緩其相變。
　　最后在帶膨脹機的CO2水水熱泵系統(tǒng)上進行了含添加劑的試驗。試驗結(jié)果表明,加入氮氣和氬氣后,膨脹機的回收功增加,制熱量隨氮氣或氬氣含量的增加先增加后降