二氧化碳熱泵供熱系統(tǒng)的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、二氧化碳作為一種安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保可持續(xù)的自然工質(zhì)，可以作為CFCs和HCFCs工質(zhì)的替代工質(zhì)，引起了越來越多的研究者關(guān)注。
　　 針對跨臨界二氧化碳熱泵循環(huán)的熱力學(xué)特性，設(shè)計了二氧化碳熱泵供熱系統(tǒng)，提出了利用二氧化碳熱泵進(jìn)行供暖的實(shí)現(xiàn)方案。通過分段冷卻的方式進(jìn)行供暖兼制生活熱水，可以應(yīng)用在以暖氣片為供暖末端的建筑上。用EES(EngineeringEquation Solver)軟件編寫了二氧化碳跨臨界循環(huán)熱力學(xué)性能分析計算程序

2、，利用熱平衡分析方法和炯分析方法分析系統(tǒng)運(yùn)行時各參數(shù)對性能的影響以及不同工況下系統(tǒng)的性能對比。建立熱泵系統(tǒng)的(火用)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，對二氧化碳熱泵供熱系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性綜合分析。搭建二氧化碳熱泵供熱系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺，對計算工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，并對建立的熱力學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證對比。
　　 通過計算可以得出典型工況(蒸發(fā)溫度15℃，氣冷器出口溫度20℃，壓比2.09，冷卻水水溫15/60℃，冷凍水水溫20/16℃)和低溫工況(蒸發(fā)溫度10℃，氣冷

3、器出口溫度15℃，壓比2.09，冷卻水水溫10/60℃，冷凍水水溫15/11℃)下單獨(dú)制生活熱水模式及分級供熱模式(蒸發(fā)溫度10℃，氣冷器出口溫度15℃，壓比2.5，生活熱水測水溫10/60℃，供暖側(cè)水溫60/75℃，冷凍水水溫15/11℃)時，CO2熱泵機(jī)組的性能系數(shù)及(火用)效率都要高于四種常規(guī)蒸氣壓縮式熱泵機(jī)組：R134a、R152a、R290及R245fa，壓比最小。熱泵的各部件中，壓縮機(jī)的炯損失均為最高值，蒸發(fā)器和回?zé)崞鞯?火

4、用)損基本可以忽略不計；五種中高溫工質(zhì)中，CO2熱泵的冷卻器相比于其他熱泵的冷凝器(火用)損率小，壓縮機(jī)(火用)損率比其他四種常規(guī)蒸氣壓縮式熱泵高。壓比大于2.3時，出水最高溫度相同的情況下，分級供熱模式要比單獨(dú)制熱水模式下的(火用)效率高。
　　 典型工況下，CO2熱泵輸出產(chǎn)品的炯成本隨初投資和電價的降低而線性降低；隨著蒸發(fā)溫度的升高，(火用)成本逐漸降低；隨著冷卻器出口溫度的升高，(火用)成本先呈現(xiàn)下降趨勢，超過38℃以后，