CO 2 跨临界回热循环性能系数理论与实验研究

发布时间：2022-02-14 12:19

　　通过CO₂热泵循环的热力学模型研究了回热对其性能系数的影响,同时通过实验验证了理论所述内容。理论分析显示循环制热性能系数会随出口温度升高而降低,减小的幅度会随着排气压力的上升而减小。在特定工况下存在一个气体冷却器出口转变温度,在高于此温度时,回热器的使用才能提高系统制热性能系数,过热度的提高也会增加系统COP,对应工况下最大增加9.32%。气冷器出口转变温度会随着排气压力及蒸发温度的升高而升高,随着回热器效率及过热度的增加而减小。实验结果显示,在排气压力小于一定值时带回热器系统COP大于无回热器系统,证明了转变温度的存在,同时回热器的使用会减小最优排气压力,对应COP最大增加5.89%。 

【文章来源】：低温与超导. 2020,48(09)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

定压比热容变化

从图4中可以看出,在排气压力一定时,存在一个CO2气体冷却器出口转变温度,当出口温度高于这个温度时采用回热能提高系统COPh,当出口温度低于这个温度时采用回热反而会降低系统性能。针对不同排压下CO2气体冷却器出口转变温度的变化,可以从(9)式中得到解释。对于特定排气压力下不同的出口温度来说,只有当(9)式成立时,回热器的使用才会提高系统性能,如对于排气压力为8 MPa时其转变温度为34 ℃,当气体冷却器出口温度为45 ℃时,其COPh最大增加了39.5%,当排气压力在10 MPa时,其对应的转变温度为40.5 ℃,对应COPh仅增加了3.3%。Δq Δw = (h 2 ′ -h 2 ) ( h 2 ′ -h 2 )-( h 1 ′ -h 1 ) > q w ?????? ??? (9)

Δq Δw = (h 2 ′ -h 2 ) ( h 2 ′ -h 2 )-( h 1 ′ -h 1 ) > q w ?????? ??? (9)图5为气冷器出口温度为35 ℃,蒸发温度为5 ℃时不同排气压力下过热度对COPh的影响。在排气压力较低时,对应转变温度低于35 ℃,则回热度的升高能提高系统COPh,如当其排气温度为8 MPa时,过热度从0 ℃增加到16 ℃时,COP从3.01增加到3.29,增大了9.32%。随着排气压力的升高,COPh随过热度的增加幅度会逐渐减小直到转变温度高于35 ℃后,回热度的增加会使COP小幅减小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]空气源跨临界CO2热泵中回热器影响的研究[J]. 叶祖樑,王驿凯,潘祖栋,赵建峰,曹锋,李明佳.  西安交通大学学报. 2019(05)
[2]回热器对跨临界CO2水源热泵的影响判别式及实验研究[J]. 姜云涛,马一太,张子坤,王伟.  热科学与技术. 2009(04)
[3]CO2循环回热器作用分析[J]. 王凤坤,范晓伟,张仙平.  低温与超导. 2007(05)



本文编号：3624540