跨臨界CO2壓縮式熱泵系統(tǒng)的理論與實(shí)驗研究.pdf

1、制冷劑替代問題是目前制冷空調(diào)熱泵領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，自然工質(zhì)CO2優(yōu)良的環(huán)保性能與熱物理性能，使其與其他替代制冷劑相比時具有無可比擬的優(yōu)勢。以CO2為制冷劑的跨臨界循環(huán)的高壓排熱過程具有的較大溫度滑移，可以更好地與水的溫升過程相匹配，使其非常適合應(yīng)用于熱泵熱水器中。但是以CO2作為制冷劑的跨臨界循環(huán)也存在節(jié)流損失大、循環(huán)效率低的缺點(diǎn)。針對這個問題，已有不少學(xué)者對提高跨臨界CO2循環(huán)效率的方法進(jìn)行了研究，其中包括引入回?zé)崞?、噴射器等設(shè)備。浙江大

2、學(xué)制冷與低溫研究所針對帶回?zé)崞鞯?、帶噴射器的跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究，從不同的角度對比分析了在常規(guī)跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)中引入回?zé)崞?、噴射器后系統(tǒng)的性能變化。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，從理論和實(shí)驗的角度進(jìn)一步對不同形式的跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)的性能進(jìn)行對比分析，并對不同形式間性能比較的基準(zhǔn)進(jìn)行探討。主要內(nèi)容如下:
　　 1)對常規(guī)跨臨界CO2熱泵系統(tǒng)(TCHS)、帶回?zé)崞鞯目缗R界CO2熱泵系統(tǒng)(TCHSI)、帶噴射器的跨臨界

3、CO2熱泵系統(tǒng)(TCHSE)及帶噴射器與回?zé)崞鞯目缗R界CO2熱泵系統(tǒng)(TCHSEI)建立熱力學(xué)計算模型，分析蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度、氣體冷卻器出口制冷劑溫度對系統(tǒng)性能的影響，并分析比較TCHS、TCHSI、TCHSE、TCHSEI的系統(tǒng)性能。
　　 2)通過調(diào)節(jié)熱水流量、蒸發(fā)器水流量與節(jié)流閥開度，使蒸發(fā)溫度維持在0℃不變，在蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度分別為0℃、5℃、10℃的三種工況下，研究蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度對制熱系數(shù)、制熱量、

4、壓縮機(jī)耗功量、壓縮比、排氣溫度、質(zhì)量流量等參數(shù)的影響。
　　 3)通過調(diào)節(jié)熱水流量和節(jié)流閥開度來控制系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)（包括蒸發(fā)壓力和氣體冷卻器出口制冷劑溫度）和外界工況（包括冷凍水流量、冷凍水進(jìn)口溫度和熱水進(jìn)口溫度），在相同蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)器出口制冷劑過熱度的條件下，以制取相同的熱水出水溫度為基準(zhǔn)，對四種不同形式的跨臨界CO2熱泵熱水器系統(tǒng)的性能進(jìn)行實(shí)驗研究，分析制熱系數(shù)、制熱量、壓縮機(jī)耗功量、壓縮比、排氣溫度、質(zhì)量流量等參數(shù)隨熱水出