3种跨临界二氧化碳热泵热水器系统的实验研究

合集下载

跨临界二氧化碳热泵喷射循环实验

跨临界二氧化碳热泵喷射循环实验

跨临界二氧化碳热泵喷射循环实验邹春妹;岑继文;刘培;蒋方明【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)004【摘要】An optimized design of the ejector was presented, which was applied to a transcritical CO2heat pump as an experimental water heater system. Experiments were carried out not only to investigate the effects of flow rate and outlet temperature of hot water and the high-side pressure on the system and the ejector performance, such as the heating coefficient of performance (COPh), entrainment ratio, pressure lift and ejector efficiency, but also to reflect the ejector influence on system performance. The experimental results show that though the ejector efficiency was related to the entrainment ratio, their change with the hot water flow rate or the outlet temperature were different. In the other word, the entrainment ratio was decreased while the ejector efficiency was increased with the decrease of the cooling water flow rate or the increase of the outlet temperature. Under the experimental working conditions, pressure lift was kept constant and the COPh reached about 3.5. With this ejector, high side optimal pressure decreased dramatically, which results in safer operation for this system. However when the COPh reached the highest value, the ejector efficiency was not the best one. The experimental results also showed that there existed an optimal operation pressure for thetranscritical CO2 heat pump with the ejector. What should be noted was under optimal hide side pressure, hot water outlet temperature was not the highest value but stil l more than 55℃. Therefore stable operation in the optimal high side pressure for the heat pump system is ofgreat significance. It can not only greatly improve system performance, but also ensure attain higher water temperature of the hot water.%在跨临界CO2热泵热水器系统中引入优化设计的喷射器,对系统进行实验研究,分析了制热系数、引射比、升压比、喷射器效率等参数随热水体积流量和出口温度及高压侧压力的变化趋势以及优化设计的喷射器对系统的影响。

空气源跨临界co2热泵热水器系统的性能分析

空气源跨临界co2热泵热水器系统的性能分析

力技术,2012(4): 92-94. [2]李文雅.智能化电能计量器具库房管理系统在淮南供电公司的应
用与探讨[J].科技创新与应用,2015(3):192-192. [3]梁华贵.智能化带电作业工具库房管理系统探析[J].中国电力教育:
下,2012 (10): 116-116. [4]李海华.三种自动识别技术在图书馆中的应用对比分析[J].情报探
结合相关实验数据,可知在环境温度与进水、出水温度已知的 情况下,当排气压力逐渐增大时,机组制热量将会出现先升高后降 低的变化趋势。例如在环境与出水温度分别为 25℃与 60℃时,排气 压力为 8.4MPa 时对应的机组制热量模拟结果为 56kW,其实验结果 为 62kW。而当排气压力增大至 10MPa 时,机组制热量的模拟结果和 实验结果则分别为 70kW 与 64kW。 2.2.3 最优排气压力
《华东科技》 2020·4 15
贾仕俊(1986.11-),男,硕士研究生,工程师,研究方向:通信 导航监视。
(上接第 5 页) 智能化的关键技术之一。本文从现阶段电力工器具库房管理系统存 在的问题出发,简要分析比较了三种常见自动识别技术的优劣势, 依据电力工器具的材料形状等特点,从性价比、稳定性等方面综合 考量选定了一套适应于电力工器具的自动识别技术方案,即:金属 材料或体积较小的电力工器具采用条形码作为其标签,其余工器具 使用无源射频电子标签。试验表明,本套自动识别技术方案应用于 电力工器具库房中,相对于其他两种识别方案具有更高的正确识读 效率,是更优的电力工器具库房管理系统自动识别技术方案。 参考文献: [1]闫续锋,董永永.安全工器具管理系统在变电站的应用[J].内蒙古电
参考文献: [1]杜文一.航管二次监视雷达[M].中国民航学院,1995. [2]Stevens MC.Multipath and interference effects in secondary surveill-

跨临界CO2热泵热水系统标准化热水供应的仿真模型与实验研究

跨临界CO2热泵热水系统标准化热水供应的仿真模型与实验研究

跨临界CO2热泵热水系统标准化热水供应的仿真模型与实验研究王哲龚毅吴学红侯锋李亚强郑州轻工业学院制冷与低温研究中心河南郑州450002摘要:使用CO2天然制冷剂作为空气源或水源热泵介质技术已经逐步商业化,跨临界CO2热泵热水系统的研究有助于节能减排,优化住宅热水供应。

本文的目标是在研究不同热水需求量变化对热泵热水系统性能影响的实验基础上,针对热泵和水箱系统的相关性能参数建立了跨临界CO2热泵和储水箱的数学模型。

实验结果表明:在±20%热水需求量变化范围内,热泵系统性能参数呈现平稳变化趋势;高压侧压力对热泵系统COP和热水流量,温度等参数均有影响。

关键词:跨临界CO2、热泵、COP、水箱、仿真模型、实验研究Experimental Study and Simulation Model of a CO2Transcritical Heat Pump Water Heating System under a Standardized Demand Wang Zhe GongYi Wu-Xuehong HouFeng Li-YaqiangZhengzhou University of Light Industry,Henan Zhengzhou450002Abstract:Water-to-water or air-to-water heat pumps using CO2as a natural refrigerant have been developed and commercialized.They are expected to contribute to energy saving in residential hot water supply.The goal of this paper is in experimental basis on the different hot water demand changes in the heat pump and hot water system performance ing of performance parameters to establish the mathematical model of a transcritical CO2heat pump and storage tank.The experimental results show that:in the range of±20%of hot water demand,heat pump system performance parameters show a steady trend;The high-pressure side pressure changes affect the COP of the heat pump system and the flow and temperature of the hot water system.Keyword:Transcritical CO2,Heat pump,COP,Water tanks,Simulation model,Experimental study 1.引言使用自然工质CO2的空气源和水源热泵热水器已经逐步走向商业化,而通过实际验证跨临界CO2热泵热水系统的应用有助于节能减排,优化住宅热水供应等[1]。

CO2跨临界循环在热泵热水器中的应用研究

CO2跨临界循环在热泵热水器中的应用研究

CO2跨临界循环在热泵热水器中的应用(郑州轻工业学院机电工程学院)摘要全球正面临着严重的温室效应和臭氧层破坏问题,各国都致力于研究出氟利昂的替代制冷剂。

CO2是一种天然工质,它优于其它常用制冷剂的性能表现正好符合现在的环境要求,是热泵热水器系统最具潜力的替代工质之一。

分析目前市场上出现的各种热水供应设备,将CO2和其他制冷剂做性能比较,给出了CO2跨临界循环的典型流程和特点;对CO2跨临界特性、设备的开发以及循环的可靠性和安全性进行综合分析。

说明CO2跨临界循环在热泵热水器中应用的优越性,以及该技术在国内的应用前景和方向。

关键词二氧化碳跨临界循环热泵热水器A Study on The Application of CO2 Transcritical Cycle inHeat Pump Water Heater(College of Mechanical and Electrical Engineering in Zhengzhou University of LightIndustry)Abstract We are facing serious whole world green-house effect and the ozone layer destroyed in recent years, every country is focusing on the research of a replaced refrigerant of the HFC.CO2is a natural substance, it has a more excellent performance than the other refrigerants, which is competent for the enviromental request nowadays. So it can be the most potential refrigerant in heat pump water heater to replace the HFC. By analysing a series of devices, providing hot water, saled in the markets, and comparing CO2 with the the other refrigerants, this article tells the typical diagram and the characteristic of the CO2transcritical cycle and anlyses the properties of CO2refrigeration transcritical cycle, the equipment exploitation and the security and reliability of the CO2transcritical system.The aim is to introduce the superiority of the application of CO2 transcritical cycle in heat pump water heater, and tell us the potentiality and the direction of CO2 transcritical cycle technology in China. Keywords CO2 transcritical cycle heat pump water heater0前言二氧化碳作为制冷剂已经超过100年。

跨临界CO2热泵热水器的实验研究

跨临界CO2热泵热水器的实验研究
6 ℃时,CO 热泵热水器的CO 5 P随着蒸发温
应和臭氧层破坏 尤为突 出。在供 热装置中 ,由 于工质C C 和 H F s 臭氧 层和 大气变 暖均 F s C C对
有很大影响 ,寻 找绿色有效 的替代物 成为必然 趋 势 。C 为一种 自然 工质 ,其O P O作 D 为零 ,
摘要:对于热泵循环系统CO 是不可替代的 自然工质 ,为此研究跨临界CO 热泵热水器
1 言 前
当前 环境 问题 已备 受关注 ,其 中温 室效
作 , 开展对 8 —0 L 02 0 系列 的C , 泵热 水器进 O热 行研 究和 开发 。
是十分必要 的。为了研究如何提高 热泵热 水器的效率,我们搭建CO, 热泵热水器实验 台 。实验结果表 明 :在冷却水 出水温 度为
关键词:跨临界;CO ;热泵热水器;COP ,
温度 的影响,在 国内常规 工质的热泵热水器 出 水温度 一般 设定在4 — 0 55  ̄ C,而与 日本标准 相
比,其 出水温 度设定为6 ℃,这对于人体健康 5 有着重要意义…。 1 9 年 ,跨临 界c , 泵系统首 先是 由挪 94 o热 威N N /I T F u t oet n T U SN E 的G s vL r z 教授提 出 a ne 和做 了深 入 的理 论和 实验 研 究 ,并制 作样 机
不宜过低 。
设定高压压 力为 1. MP 左右 ,可以有效地提 05 a 7
I, 23 ]

回热器 、储 液器等 ,其 中压缩机采用双级滚 子 转 子式 压缩 机 ,蒸 发器 采用 套 管式 换热 器 , 套管 内管走C O ,管外走水 。而气体冷 却器流 道正好与蒸发 器流道相反 ,套管内管走水 ,为 多头 高效螺纹 管,外管 为钢管 ,C 2 夹层流 0在 动 , 由于压 力相 对较 高 ,控 制夹 层容 积可 以 控 制流速 。蒸发器 和气体冷却器均 采用 逆流换

跨临界CO2热泵热水器系统的试验研究

跨临界CO2热泵热水器系统的试验研究
规律 , 也须 要 进 一 步 深 入 的研 究 。笔者 针 对 跨 临 界 C 热 泵 热水 系 统各 项参 数 随 气冷 器 出水 量 、 蒸发 器水 流量 等 参 数 的 变化 规 律 , 制 出跨 临界 研 C ) 热泵热水 系统试 验 台, 进行各项试 验研究 。 (2 并
是《 京都议定 书 》 限制这 类 物质 的原 因 。C 一 O 是
立公 司 已经 将 在 环 境 温度 分 别 为 一2 5℃ 和 一3 0 ℃下能 制取 8 0℃和 7 0℃热水 的机 型推 向了市 场 , 根据性 能 、 贮水 量的 不 同 , 格在 6 ~ 10万 日元 价 5 0 之间E 。在我 国, 对跨 临界 C 泵 的研 究 , 海 O 热 上 交通 大学 、 天津大 学 、 西安 交 通大 学 、 清华 大 学 、 上 海 理工大 学 都 作 了 理论 与 试 验 方 面 的研 究 , 很 但 多关 键部件 , 比如 气体 冷 却器 、 发 器 、 流 阀 等 , 蒸 节 在 国内制 做 出来 后 , 性 能 与 国外 的仍 有 很 大差 其 距, 同时对 影 响 系 统性 能 系数 的各 种 因 素 及 变化
c n to h n n t r fo ofg s c olr o dii nsby c a gi g wa e lw a o e .The e e i n a e u t h w h t t e xp rme t l r s ls s o t a h
ta s rt a (2 y l s d a tg o s v r t o e c n e t n Ir fi ea t y l , n r n c i e lC ) i c ce i a v n a e u o e h s o v n i a erg r n s c ce a d o

商用跨临界CO2水-水热泵热水器系统特性试验研究

商用跨临界CO2水-水热泵热水器系统特性试验研究
pu y tm h n te c v n in lr f g r nt. mp s se t a h on e to a er ea s i
Ke r s CO2 t n ciia y l ; e t u y wo d : ; a s r c lc c e h a mp; OP r t p C
(. 1 广州万宝集 团有 限公司 , 东广州 广 摘 50 8 2 西安交通大学 , 120;. 陕西西安 70 9 10 ) 4
要 : 设计 并搭建 了带 回热器 的商用跨临界 C 一 热泵热水器试验 系统 , O 水 水 并依据相应 的国家标准对试验系统进
行 了多 个 工 况 的循 环 性 能 试 验 研 究 。试 验 结 果 表 明 , 义工 况 下 出水 温 度 8 ℃ 时 制 热 C P 值 为 2 8 最 大 负 荷 工 况 下 名 5 O .2,
2 1 年第 3 卷第 5 00 8 期
文 章 编 号 :0 5— 3 9 2 1 )5— 0 3— 4 10 0 2 (0 0 0 0 6 0




6 3
商 用跨 临 界 C 2水 一 热 泵 热 水 器 O 水 系统 特 性 试 验 研 究
巨小 平 崔 晓 龙 , , 邢子 文。
r s e t ey He t g CO d c e s t h n r a e o h ne o l g w t rt mp r t r . C s mo e s i b e f rt e h a e p ci l . v ai — P e r a e wi t e i c e s f t e i ltc o i a e e e au e n h n O2i r u t l o h e t a

跨临界CO2热泵热水器的实验研究

跨临界CO2热泵热水器的实验研究

V0 . 5 No 4 12 .
Au . 2 0 g 01
21 0 0年 8月
文章 编 号 : 0 1 4—17 (0 0 0 — 0 9— 3 0 482 1) 4 0 5 0
跨临 界 C 2热 泵热水 器的实验研究 O
任 延 武 , 龚毅 , 梁 志礼
( 州轻工 业 学院 机 电工程 学院 ,河 南 郑 州 4 0 0 ) 郑 5 0 2
温 度 的影响 , 国内常 规 工质 的热 泵 热 水 器 出水 温 度

般设定在 4 5~5 而 根 据 日本 标准 , 出水 温 0q C, 其
18 9 0年 代 跨 临 界 C ,热 泵 系 统 首 先 由 挪 威 O
度设 定 为 6 C 于人体 健康 有着 重要 意义 . 5c 对 l N N / I T F的 G s vL rnzn教授 提 出并 做 了 T U SN E ut oe t a e
i e t t e e a u e o v p r to n r a i gwh n t e tmp rt r fc oi g wa e s6 C. d r rs swi he tmp r t r fe a o ain i c e sn e h e e au e o o ln tri 5 q Un e h a c ran tmp rt r fe a o a i e ti e e au e o v p r t ng,te h a e e s f g s c oe n r a e t he h g e s r n h e tr la e o a o lr i c e s s wi t ih prs u e i — h
p ump wa e e tri u l. T e u t fe p rme ts we h tt e COP fCO2h a mp wae e t r trh a e sb it her s lso x e i n ho d t a h o e tpu trh ae

跨临界CO2热泵热水器的研究现状及性能提高方案

跨临界CO2热泵热水器的研究现状及性能提高方案
C O 热泵热水器 的研 究起源于 上世 纪8 年 0
代末 , 由挪威 SNT F ̄源 研 究所G.oe te I E L rnzn
达N4 ;三菱 电机推 出 了9 . 8 种新 产品 ,C P O 达 49 . ,由于储 水箱 采用 了新 的保温 材料 ,其保 温性 能提高 了1 %; 罗那推 出Y4 5 柯 种新产 品,
热水 ,有 效地抑制热水 中军团病菌等细 菌的繁
殖 ,解决 了健康和环 保 问题 ;研 究表 明c , 0 热 泵 热水器在 蒸发温 度0c ,水温可 以从 1 口 。时 OC 加 热 ̄ 6 。 J 10 c,其c P 达到4 3 o 可 _,比电热 器和 燃气 热水器 能耗 降低7 %以上 。c , 5 o 热泵 热水 器 不仅 在环保方面 具有优势 ,而 且具有较大 的 节 能潜力 ,因此c , o 热泵热水器 具有广 阔的市
泵热水器 的性能高于传统 工质热泵热水器 的结
论 。2 0 年 ,C rn 公 司和D no 01 oo a e s 公司联 合开 发 的第 一个C , O 热泵热 水器 问世 ,与传统 工质 热泵 的出水温度相 比,可 以在较 高能效 比下提 供6 。 的热水 。随着C , 缩/ 制冷循环系 5C O 压 喷射
关键词 :C O ;跨临界;热泵;系统性能
1前 言
节 能环保 是当今国 内外热 门话题 ,空调、
非常紧 凑; ff , 泵系统在 跨临 界状态 下运 i 3C 99 " O 热
泵热水 器的 实验台进 行性能测 试 ,得 出C 。 O 热
场 前景。
全球 首 台带 喷射器 的C , O 热泵热 水器 ,其 制热
系 数达42 _ ,最大制热量 为6W 。 日本C 2 k O 热泵 热 水器 各品牌在市场 上竞争激烈 ,2 0 年有十 06 几个新 机型 推 出 ,它 们都 具有 较高 的C P , O 值

CO2热泵热水器的系统设计及试验研究

CO2热泵热水器的系统设计及试验研究
COP。
关键字 : C O ; 热泵热水器 ; 跨临界循环 ; 试验 研究
中 图分 类 号 : T H 3 文献标识码 : A d o i : 1 0 . 0 5~ 0 3 2 9 . 2 0 1 3 . 1 0 . 0 1 4
S y s t e m De s i g n a n d Ex p e r i me n t a l S t u d y o f CO2 He a t P u mp Wa t e r He a t e r
L I U Ye — f e n g , Z HUO Z h i . y a n g , Z HANG F e n g , B AO T u a n — we i
A b s t r a c t : A p e r f o r m a n c e t e s t i n g e x p e r i m e n t p l a f t o m r o f h e a t p u m p w a t e r h e a t e r o f C O 2 ( c a r b o n d i o x i d e )t r ns a — c i r t i c a l c y c l e h a s
( 1 . 上海 理工大学 , 上海 2 0 0 0 9 3 ; 2 . 上海德尔福 汽车空调系统有限公 司, 上海 2 0 1 2 0 4 ) 摘 要: 设计搭建 了蒸 发器 和气 冷器均采用套管式换热器 的跨临界 c 0 热泵热水器性能测试试验 台 , 在制冷剂充注量
1 . 2 3 k g 时, 通过 调节 膨胀阀的开度和控制气冷器 的水流量来 研究 系统性能 。结果表 明 : 该机组能在 较高 C O P ( 3 . 2 ) 下 制 得6 5  ̄ C的热水 , 并可 以在 C O P不低于 2 . 0情况下制取 8 0 ℃的热水 ; 气冷器水 流量对 系统的 C O P、 出水温度 以及 系统 的排 气压力影响最大 ; 高效的换热器可 以在压缩 机排气 温度 一样 的情 况下 提高 出水温度 , 使 系统在 制取 高温水 时有 更高 的

跨临界二氧化碳热热泵的应用

跨临界二氧化碳热热泵的应用
临界温度:
即使物质由气相变为液相的最高温度 叫临界温度。
每种物质都有一个特定的温度,在这 个温度以上,无论怎样增大压力,气态物 质不会液化,这个温度就是临界温度。
CO2作为制冷剂的重新出现是 由于CO2跨临界制冷循环的应 用。其循环过程如图 中的1-2‘3’-4‘-1所示。此时压缩机的吸 气压力低于临界压力,蒸发温
不可逆传热引起的损失减小。
四、二氧化碳热泵在汽车空调中应用研究
在汽车空调中,具有对环境友好性和优良 的热物理特性的天然工质CO2与其他制冷 剂相比有独特优势。近年来,美国、欧洲 和日本等发达国家和地区的研究者们不断 尝试将CO2应用于各种可能的制冷、空调 和热泵系统。无毒、不可燃的二氧化碳制 冷剂将是下一代汽车空调的首选。
2.3 传输性质
在超临界压力下,二氧化碳具有比热大,导热 系数高,动力粘度小的特点,这对流动和传热都是 十分有利的。在实际制冷(热)系统中,蒸发器不 可避免地存在着压力损失,这个压力损失将使系 统的平均蒸发温度降低,从而降低系统的 COP。
一般规定,制冷工质通过蒸发器的压力损失不 应该超过与蒸发温度变动1℃所对应的压力变化。 而不同的工质饱和温度曲线的斜率是不同的,因此 对于不同工质,蒸发器允许的压降是不同的。二氧 化碳的饱和压力曲线的斜率大于其它常用的制冷 工质,在相同的饱和温度降下,二氧化碳蒸发器所允 许的压降较大。
跨临界二氧化碳热热泵的应用
目录
一、 引言 二、 二氧化碳工质的综合评价 三、 二氧化碳的跨临界循环 四、 二氧化碳热泵在汽车空调中的应用研究 五、 二氧化碳的应用前景及问题 六、 结束语
一、 引言
当前环境问题已成为一个重要的全球问题,
其中臭氧层破坏和温室效应问题直接关系
到人类的健康和生存,引起了人们的高度重

CO2应用于热泵热水器的实验研究

CO2应用于热泵热水器的实验研究
1 引 言
器, 其 中气 体 冷 却 器 采用 自制 管束 式 换 热 器 。
热 泵 热 水 器 行 业 内 的 人 士 基 本 都 认 同这 样 一 句 话 : C O 2
是 天 生 的热 泵 热 水 器 冷 媒 。
随着 C F C s 、 H F C s 冷 媒 的淘 汰进 度 进 一 步 加 快 ,各 种 替 代
统。 在 热 泵 热 水 器 的应 用 中 , 一般都用于直热式热水系统( 即 一 次加热式 ) 。
3 系统 配置 系统图如图 2 。 . 冷 媒 系统 采 用最 基 本 的 热 泵 系统 ,水 路 系 统 采 用一 次 加
回气 温 度
1 8 . 8
表2
- 9 - 3
低温工况 : 干球 温度一 7 ℃, 相 对湿度 7 8 %; 进 水温度 9 ℃,
出水温度 5 5 ℃。 进过调试 , 工 况 稳 定后 记 录 的数 据 如 下 表 1 和表 2 。 表 1
工况 ( DB / W B) 2 0 / 1 5 一| 一 一
出水 温 度
5 5 ℃ 3 5 6 2 W
压 焓 图
第一步 , 按 照 国标 ( ( G B r r 2 3 1 3 7 — 2 0 0 8家 用 和 类 似 用 途 热 泵 热 水 器 》 中要 求 的 名 义 工 况 和 低 温 工 况 对 系统 进 行 测 试 , 并
作 了 高 出 水 温度 试 验 。 名义工况 : 干球温度 2 0 ℃, 湿球温度 l 5 ℃; 进 水 温度 1 5 ℃, 出水 温度 5 5 ℃。

果、 更 高的水温 , 就 目前 来 说 , 只有 C O 冷媒 能够 做 到 。
目前 C O 冷 媒 在 热 泵 热 水 器 上 的 应 用 较 少 ,且 目前 主 要 的应 用 实 例 都 在 国外 . 如 热 泵 热水 器 主 要 是 日本 在 做 。 因为 当 前的 C O 系 统 的成 本 较 高 , 较难 推广 , 日本 也 是 在 政 府 的 强 力 补 贴 下 才 能 顺 利 的推 广 C 0 : 热泵热水器 。

跨临界CO2空气源热泵系统性能研究

跨临界CO2空气源热泵系统性能研究
素 ,无法实现对任何一种外部工况条件的改变都进行 大 量 的 实 验 ,因此需要从理论分析 和 数 学 建 模 的 角 度 出 发 ,分 析 系 统 性 能 随 工 况 的 变 化 规 律 ,并 对 比 分 析
c o 实验数据,得 出 通 用 结 论 。 国 内 外 研 究 跨 临 界 2
热泵的相关文献中大多都涉及理论分析及数学建模,
学 模 型 ,采用分布参数法建立了气体冷却器、蒸发器和中间换热器的数学模型,并将其耦合为整个系统的数学模型,并通过实验
验证了数学模型的计算结果。结果表明:机组输人功率的计算值与实测值的偏差小于4. 4 % ;制 热 量 的 平 均 偏 差 为 5. 7 6 % ;最优
排气压力的偏差小于〇. 1 MPa。综 上所述,在确定的运行工况下,通过数学模拟计算某确定配置系统的性能参数是可行的。
Abstract B a s e d o n a theoretical analysis of a n air-source transcritical C 0 2 heat p u m p system, a mathematical m o d e l for the compressor
w a s eveloped using a n efficiency analysis in this study. In addition, a mathematical m o d e l for the expansion valve w a s built using a struc­
w a s verified b y a n experimental test, w h i c h s h o w e d that the deviation in the u n i t ^ input p o w e r b e t w e e n the calculated value a n d m e a s u r e d

直流变频跨临界CO2热泵热水器的性能试验研究

直流变频跨临界CO2热泵热水器的性能试验研究

P r o m a c t d fDC I v r e r q e c r S U C a m p e f r n e S u y o n e t d F e u n y Ai -O r e He tPu W a e a e t a sc iia t r He tr wi Tr n - rt lCO2Cy l h c ce
Ab t a t : I h t d f e p n ig t h lb lw r n n e p o r s n ef in n n i n n a l r ai e rfie — sr c s n t e su y o s o d n ot e go a a mi ga d t r g e si f ce ta d e vr me t l t n t e r r r h i o ae v g a t ,te ta s—c t a O2c ce p e e t u d na l t n in n s h rn i c r il C y l r s n s n e ib e at t .A DC i v re e o n e t d ̄e u n y ar—s u c e tp mp wae e tr q e c i o r e h a u tr h ae s se wi n y tm t ba s—c tc lC y l a u l h i r ia O2c ce w sb i .T ep d r n e o i y tm a a u e n n l z d b ay n e c r- t h e o ma c ft s s se w s me s r d a d a ay e y v r i g t o h h n p e s rf q e c ,EE p n n rso e u n y r V o e i g,a d ic mig w tr f w ae u d rt e o t m e r ea tc a g f0 8 0 k .T e r s l n n o n ae o r t n e h p i l mu r f g rn h r e o . 8 g h e u t i s s o h t h ul t a e a e c 5 ̄ re e r n h or s o d n i h re p e s r s9 5 a,t e u i w r si h w t a ,t e o t trc n r a h 6 C o v n moe a d t e c re p n ig d s a g r su e i . MP ew c h n t o k n t e t n —c i c y l .I h rmi fs t f ig t e u e ’ s e fte o t tw trt mp r tr ,te s s m h u d ma c h r s r ia c ce n t e p e s o a i yn h s r S a k d o u l ae e e au e a tl e s h e h yt so l th e t e c mp e s r q e c .wae o r t n EV o e i g r a o a l 0 a h e e h g f c e c . h o r s o  ̄e u n y t rf w ae a d E p n n e s n b y t c iv i h ef i n y l i Ke r s: t n y wo d r s—c t a a i c CO2 y l ar—s u c e tp mp w t rh ae ; n e e ri l ce; i c o r e h a u a e e tr DC i v r d ̄e u n y;p r r n e su y t qe c e o ma c t d f

二氧化碳跨临界循环热泵热水系统的应用分析的开题报告

二氧化碳跨临界循环热泵热水系统的应用分析的开题报告

二氧化碳跨临界循环热泵热水系统的应用分析的开题报告
一、研究背景
随着全球能源消耗的不断增加和环境问题的日益突出,绿色、低碳、可持续的能源利用已成为当前能源技术研究的热点和前沿领域。

在此背景下,热泵技术成为了一
种节能环保的新型能源利用方式。

而跨临界CO2循环热泵技术由于具有较高的热效率和环保性,近年来受到了越来越多的关注和研究。

二、研究目的
本文旨在通过对二氧化碳跨临界循环热泵热水系统的应用分析,探究其在现有能源技术中的应用前景和优势。

三、研究内容
1. CO2跨临界循环热泵技术的原理与特点;
2. CO2跨临界循环热泵热水系统的组成、工作原理和优缺点;
3. 基于跨临界CO2循环热泵技术的热水系统应用案例;
4. CO2跨临界循环热泵热水系统的环境效益和经济优势分析。

四、研究方法
本文将采用文献调研法和实验分析法相结合的方法。

首先,对现有相关文献进行调研和分析,了解和掌握CO2跨临界循环热泵技术的基本原理和热水系统的组成、工作原理和优缺点。

其次,对CO2跨临界循环热泵热水系统进行实验,从实践角度探究其在应用中的效果和问题,并对其环境效益和经济优势进行实证分析。

五、预期成果
通过对CO2跨临界循环热泵热水系统的应用分析,本文将揭示此技术在热水供
应中的潜在应用前景和优势,并进一步明确其在实际应用中需要解决的问题和难点。

同时,本文还将对CO2跨临界循环热泵热水系统的环境效益和经济优势进行实证分析,为其在实践中的推广和应用提供理论和实践依据。

带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统性能研究

带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统性能研究

带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统性能研究带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统性能研究随着全球气候变暖和能源消耗的增加,人们对节能环保技术的需求越来越迫切。

空调系统作为能耗较高的设备之一,其效能的提高和能源利用的优化是当前研究的重点之一。

本文将对一种新型的带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统进行性能研究。

跨临界CO2水源热泵空调系统是一种结合了CO2和水源热泵技术的新型系统。

CO2作为制冷剂,具有零臭氧潜能和较低的全球变暖潜能,更加环保。

而水源热泵则利用了地下水或湖水等水源的恒定温度进行热交换,既节省了能源又减少了环境污染。

首先,对系统的热泵循环性能进行了研究。

通过数值模拟和试验验证,得到了不同工况下系统的制冷量、制热量和COP (制冷能力系数)等参数。

结果表明,在不同冷暖负荷和水源温度的变化下,该系统能够稳定地提供所需的制冷和供热能力,并且COP较传统空调系统有较大的提高。

其次,对带喷射器的系统性能进行了研究。

喷射器是一种利用高压液体使制冷剂蒸汽膨胀的装置,可以提高系统的制冷性能。

通过调整喷射器的参数,如供液量和喷射孔直径等,得到了不同喷射器工况下的系统性能曲线。

结果表明,喷射器的使用可以显著提高系统的制冷效果,减少能耗,并且对系统的运行稳定性没有明显影响。

最后,对整体系统的能源利用情况进行了综合分析。

考虑到系统在不同季节和工况下的运行需求,综合比较了该系统与传统空调系统的能源消耗情况。

结果显示,带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统在绝大多数情况下具有更低的能耗,更高的能源利用效率,且更加环保。

综上所述,带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统具有良好的工作性能和能源利用效果。

随着节能环保技术的不断发展,相信这种新型系统将会在未来得到广泛应用,并为人们提供更加舒适和环保的室内环境。

对于气候变暖和能源消耗问题,这将是一个重要的解决方案综合以上研究结果可以得出结论,带喷射器的跨临界CO2水源热泵空调系统具有稳定的制冷和供热能力,并且相比传统空调系统具有更高的能源利用效率和更低的能耗。

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

Y N h nj n Y N u - n , i a ,IM nx 。 A G Z e -a g , A G J nl MA Y . i L i.i i a t。 a
(1 De at n fOv re sE gn eigB sn s ,He e ElcrcP we e in a dRee rh Isi t, . pr me to。 esa n ie r u ies n B i e t o rD s n sac ntue i g t
r —下 标 , — 制冷剂 侧
— —
通过不断改进数学模型 , 根据实验测试和数值模
拟, 同时 研究 了 C 临界循 环 热泵 系 统水 的制 O跨
冷 和制 热 性 能 8 。Y kyma等对 C 空 气 一 o oa O
下 标 , 元 单
水热 泵 热 水 加 热 系 统 的性 能 进 行 了数 值 分 析¨ ] 。杨俊 兰 等对 C 气 体 冷 却 器 进 行 了优 O
i go o s t t i eep r e t a e , hc r e teacrc fh oe.T eot a ha r et npesr r n odcnie t t ei na vl s w i vi s h cuayotem d1 h p m l ete ci rsuec - sn w h h x m l u h ef i i j o o
究 J 巨小 平 等 对 商 用 跨 临 界 C 水 一水 热 泵 。 O
收稿 日期 : 2 1 0 2一O l一1 修稿 日期 : 2 1 7 0 2—0 5—0 8
能研 究 的不断 完 善 , 多数 不 同 的数 学模 型 都 是 大
基金项 目: 天津市科委应用基础及前 沿技术研 究计 划项 目( OC B C 8 0 1 J Y J 0 30)

CO2跨临界循环水源热泵系统的试验研究

CO2跨临界循环水源热泵系统的试验研究

Absr c :n o d rt t dy te a p i ai n o t a t I r e o su h p lc t fCO2i h e tpu o n t e h a mp,h x rme n t f tn — rtc l t e e pe i ntu is o a s c ia i CO2wa e o r e h a u y tm s d sg e n ui , n h ro ma e o y tm n v ro s c n tr s u c e tp mp s se wa e in d a d b l a d t e pe r nc fs se i a iu o - t f
离后的气体经过回热器过热变成过热蒸气 , 然后进
入压 缩 机.
2 C 临界 循 环 水 源 热 泵 系统 试 验 O 跨
台 的搭 建

为 了很 好 地 测 量 C 跨 临 界 循 环 热 泵 系统 在 O
图 1 跨 临界 C 环 的 P—h图 O循
各种பைடு நூலகம்况下的运行参数 , 并找 出提高热泵系统性能
源 ; ) 节流 方 面 , 用 2个 节 流 阀对 系统 进 行 节 2在 采
流 阀
流 , 节流 阀分 别调 节 高压 侧 和低 压 侧 压 力 , 2个 中间
的储液器平衡节流过程中产生的气流波动.
图 3为 C : 临 界 循 环 水 源 热 泵 系 统 流程 图 O 跨 和测量 点 布 置 图 . 试 验 台 由制 冷 循 环 系 统 、 循 本 水
s u c e tp o r e h a um p s s e y tm
GONG , LI Yi ANG hil , HOU ng, W ANG he, SONG ng f n Z —i Fe Z Yi —e g
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Table
度,在一定蒸发温度下制取不同温度的热水。实验 中,蒸发器水流量保持10 L/min不变,蒸发器进水温 度和气冷器进水温度为17.4℃,蒸发压力控制在
3.8

Effects of hot water temperature
OH
TRHS
MPa,在热水出水温度为50—57℃的范围内研究
3种跨临界CO:热泵热水器系统TRHS、TRHSI与 TRHSEI的性能。 3实验结果分析
2012年第5期 总第189期o.5 Sum
2012 NO.189
CRYOGENICS
3种跨临界二氧化碳热泵热水器系统的实验研究
唐黎明1 李
涛1 吕宇捷1 佟 杨1
陈光明1
杭州 310027)

琪1
李建军2
(1浙江大学制冷与低温研究所
(2浙江盾安人工环境设备股份有限公司
诸暨3l 1835)



题,前国际制冷学会主席G.Lorentzen大力提倡使用 自然工质作为替代制冷剂…。C0:的ODP值为0, GWP值为1,无毒、不可燃,且具有优良的热物理特
为了应对全球气候变暖与臭氧层破坏等环境问
收稿日期:2012-09.25;修订日期:2012.1
1-05
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2010CB227300),浙江省钱江人才计划资助项目(2012R10030)。
(7)
为了分析喷射器的性能及其对系统的影响,分别 将喷射系数“、升压比刀。、喷射器效率田eje定义如
QmdI=min{hlHx.h.i。一hIHx.h.out.讨,hIHx.I.out.id—hlHx.1。。t}
(8)
下…:
“=mH/mP
式中:h眦¨。、hⅢh.out、h眦.。。。为回热器高压侧
(4)
议实现与Pc机的通讯。实验中测量仪器与仪表的 不确定度与测量位置如表1所示。 实验过程中,通过切换阀门T1、rI’2、T3、F1、F2、 F3、F4,该实验装置可以以3种不同的方式运行,即
万方数据
24






跨临界CO:热泵热水器常规系统(TRHS)、带回热器 系统(TRHSI)及带喷射器和回热器系统(TRHSEI), 不同系统的阀门开关状态见表2。
为4 kW。除压缩机外购以外,系统其它主要部件均
自行设计。系统采用两相流固定式喷射器,喷射器本 体材质为1Crl8Ni9Ti。气体冷却器采用缠绕螺旋槽 管式换热器,细管流动介质为CO:,螺旋槽管中流动 介质为水,二者进行逆流换热。蒸发器和回热器采用 逆流式套管换热器,内管流动介质为CO,,外管流动 介质为水。气体冷却器和冷冻水的流量通过改变管 路阀门的开度进行调节。气液分离器结构采用u型 管式,内设回油口,材质为OCrl8Ni9,容积为0.01 各部件的具体尺寸参考文献[9]。
were
performance(COPh),heating
capacities,compressor work
temperatures were analyzed.And the characteristics of internal heat exchanger
ejector
investiga—
ted.Experimental results indicate that heating coefficients of
25
不确定度传递公式…1如下:
占R=
式中:R=R(X。,X:,邑,…,x。),躲为间接测量
量的不确定度;8Xi为直接测量量x,的标准偏差;综 合考虑换热器CO:侧和水侧的热平衡,制热量Q。和 COP。的实验不确定度分别在5%和3%左右。
2.3

使得TRHSI的压缩机吸气温度上升,制冷剂比容增 大,导致TRHSI比TRHS的CO,质量流量小。随着
were
performance(COPh)of
TRHSEI and TRHSl
improved by about 20%and 10%respectively when compared to
COPh of TRHS.
Key words:ejector;internal heat exchanger;transcritical cycle;system performance
进口、高压侧出口和低压侧出口焓值,kJ/kg; h眦h.out.扑hⅢI.out.i。为理想情况下回热器高压侧出口 能达到的最小焓值、回热器低压侧出口能达到的最大 焓值,kJ/kg。
式中:m。、m,为引射流体、工作流体的质量流 量,kg/s。
口eje=P。ie。。。/p。。 (5)
万方数据
第5期
3种跨临界二氧化碳热泵热水器系统的实验研究
Experimental apparatus
表1
Table 1
测量精度及其测试位置
instrument used to obtain experimental data
Measurement
uncertainties of
表2不同系统的阀门开关状态
Table 2 Valve switching Tl T2 1r3
3.1
热水出水温度对系统性能的影响 表3、表4、表5列出了不同热水出水温度时CO,
表4热水出水温度对TRHSI的系统参数的影响
Table 4 Effects of hot water temperature G,g。/P一。。。/P…。。/ (L/min)
0.16 6.06 5.12 4.82 4.48 MPa 0.032 3.848 3.766 3.754 3.800 MPa 0.032 7.508 7.567 7.779 8.382
(9)
热水出水温度的升高,TRHSEI的工作流体质量流量 基本保持不变,而引射流体的质量流量呈上升趋势, 因为工作流体压力随着热水出水温度的升高而升高, 喷射器喷嘴出口的工作流体卷吸能力增强,可以卷吸 更多的引射流体。
实验工况 本实验通过调节气体冷却器水流量与节流阀开 表3热水出水温度对TRHS的系统参数的影响
作者简介:唐黎明,男,50岁,教授。
万方数据
第5期
3种跨临界二氧化碳热泵热水器系统的实验研究
23
性,是最理想的替代制冷剂之一。以CO,为工质的 跨临界热泵循环高压侧的放热过程存在较大的温 度滑移,适合于制取热水,是目前热泵热水器领域 中的研究热点∽。。但是该循环从超临界区到两相 区的等焓节流过程不可逆损失巨大,导致循环效率 不高‘引。 目前,对于跨临界CO:热泵热水器系统的研究 侧重于系统的变工况运行特性分析¨4 o,很少考虑 在一定蒸发温度下热水出水温度对系统性能的影 响,在一定蒸发温度下以热水出水温度为基准进行 不同系统之间性能比较的实验研究报道较少,而热 水出水温度是评价热泵热水器性能的一个重要参 考点哺1。本文分别对跨临界CO,热泵热水器常规 系统(TRHS)、带回热器系统(TRHSI)及带喷射器 和回热器系统(TRHSEl)在一定蒸发温度下制取不 同温度热水时的性能进行了实验研究,分析了制热 系数、制热量、压缩机耗功量、压缩机压比等参数随 热水出水温度的变化趋势,并分析了回热器、喷射 器的工作性能。
m3。
图1
实验装置流程示意图
P.压力测量;T.温度测量;W.功率测量;M.质量流量测量;1.压缩机;2.气体冷却器;3.回热器;4.喷射器;5.气液分离器;6.节流阀; 7.蒸发器;8.安全阀;9.水箱;10.水泵;11.球阀;12.玻璃转子流量计;T1、他、T3、F1、F2、F3、F4.截止阀。
Fig.1
Schematic diagram of experimental apparatus
实验中的温度和压力信号通过Agilent34970A数 据采集仪的34901A模块采集,由RS-232串行通讯接 口将数据发送给PC机。Emerson的质量流量计通过
调用Visual Basic的MSCOMM控件,通过ModBus协
豫豫删吣㈣眦

式中:h黔。h。叭儿为气体冷却器进口、出口的焓 值,kJ/kg。 制热系数COP。为制热量Q。与压缩机耗功量形 之比,可通过方程(3)求得:
COP。=Q。/W (3)
器出口和气体冷却器出口的熵值,kJ/(kg・K);To为 环境温度,取为298.15
K。
回热器效率为实际换热量与理想情况下最大可 能换热量Q。。,之比,具体参考文献[11]: 田眦=(hⅢhI。一hⅢh.out)/Q…

要:研制了跨临界二氧化碳热泵热水器实验台,在一定蒸发温度下,分另一l对常规系统、带回热
器系统及带喷射器和回热器系统这3种跨临界二氧化碳热泵热水器系统在制取不同温度热水时的性 能进行了实验研究,分析了制热系数、制热量、压缩机耗功量、压缩机压比等参数随热水出水温度的变 化趋势,并分析了回热器、喷射器的工作性能,实验结果表明:和常规系统相比,引入回热器后系统制 热系数可以提高约10%,引入喷射器和回热器后系统制热系数可以提高约20%。 关键词:喷射器 中图分类号:TB65 回热器跨临界循环 文献标识码:A
Abstract:A prototype transcritical carbon dioxide heat pump water heater WaS developed.Experimen・ tal study
on
performances
of conventional transcritical


验 实验装置
2.1
实验装置流程示意图及主要的温度、压力、流量 和功率测点如图1所示,实验系统主要由压缩机、气 体冷却器、回热器、蒸发器、喷射器、气液分离器和节 流阀等部件组成,图2为实验装置的实物图。压缩机 为意大利Dorin公司生产的型号为TCS340/4.D的往 复式CO:压缩机,理论排气量为3.5 m3/h,名义功率
相关文档
最新文档