二氧化碳水源熱泵空調(diào)器

1、二氧化碳水源熱泵空調(diào)器摘要摘要二氧化碳（CO2）作為制冷劑并以自來水為熱源的水源熱泵空調(diào)器已經(jīng)被理論和實(shí)驗(yàn)研究過。該系統(tǒng)適用于一些整年都需要制冷和熱自來水的國家，如印度尼西亞和新加坡。當(dāng)來自系統(tǒng)的廢棄的熱量被重新利用時(shí)，在加熱過程中CO2獨(dú)特的跨臨界制冷循環(huán)特性可以改善二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)。并討論一些影響聯(lián)合系統(tǒng)性的參數(shù)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：水源熱泵空調(diào)器二氧化碳（CO2）；跨臨界制冷循環(huán)最佳壓力1、引言氟利昂時(shí)代后，自然制冷劑的使用已經(jīng)吸引了

2、許多研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)公司.在一般常見的物質(zhì)中，如空氣，氨，二氧化碳（CO2）或R744，烴類和水都可作為制冷劑，二氧化碳被用作制冷劑具有獨(dú)特的特點(diǎn)和幾乎滿足所有要求的特性。它具有對大氣臭氧層消耗的潛能值即ODP為0和全球變暖潛能值GWP可以忽略不計(jì)，傳熱系數(shù)高，極好的實(shí)用性，與制冷系統(tǒng)中的材料相容性較好，并且這些材料是相對廉價(jià)的，并且其中最重要的，無制冷劑市場的壟斷[1]。然而，有一個(gè)小的缺點(diǎn)。操作壓力高，大約相對于傳統(tǒng)制冷劑的八倍。這需

3、要完全新設(shè)計(jì)系統(tǒng)元件并且用當(dāng)前生產(chǎn)條件和生產(chǎn)工藝可以生產(chǎn)出這些組件[2]。在跨臨界循環(huán)中，二氧化碳作為制冷劑的各種應(yīng)用已經(jīng)被研究，其中一些表現(xiàn)出很光明的應(yīng)用前途，尤其是熱泵[3]。對在空調(diào)上的應(yīng)用，CO2性能相當(dāng)于R22或R134a[4]。二氧化碳的其他一些有趣的潛能是的能同時(shí)制冷和制熱。這種系統(tǒng)可以極大提高整體系統(tǒng)效率（冷負(fù)荷和熱負(fù)荷對壓縮機(jī)能耗比）由于它的跨臨界循環(huán)的性質(zhì)，使它在恒溫能量吸收能量，并舍棄在變溫狀態(tài)的能量。這種類型的應(yīng)

4、用適合于像印度尼西亞和新加坡這樣的熱帶地區(qū)的國家，那里一整年都需要制冷。在一個(gè)需要空調(diào)和熱水的建筑物中，利用空調(diào)系統(tǒng)中低品位的能量生產(chǎn)熱水可以節(jié)約能量。根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和居住者文化生活習(xí)俗，從空調(diào)系統(tǒng)中回收的能量可能會相當(dāng)高。在本文中，一種以自來水為熱源二氧化碳水源熱泵空調(diào)器2圖.2在不同的排氣壓力下的性能系數(shù)的變化圖.2還顯示具體制冷量隨著排氣壓力增大而增大。圖中存在一個(gè)臨界點(diǎn)，在這點(diǎn)之前具體的制冷量的增加速度是大于具體的壓縮機(jī)功率消

5、耗的增加速度，在臨界點(diǎn)之后，制冷量增加的速度將變慢。期間，壓縮機(jī)功率消耗的增大大致與排氣壓力成線性關(guān)系。因此，性能系數(shù)（COP）首先開始增大到臨界點(diǎn)后開始下降。在性能系數(shù)（COP）達(dá)到最大值時(shí)的壓力稱為最佳壓力。在正常情況下，跨臨界制冷循環(huán)應(yīng)運(yùn)行在最佳的壓力下。當(dāng)在短時(shí)間內(nèi)需要更多的冷卻效果時(shí)，如在溫度突然下降時(shí)期，可以犧牲性能系數(shù)（COP）讓排氣壓力超出最佳壓力而達(dá)到目的。3、把空調(diào)和自來水加熱結(jié)合起來跨臨界制冷循環(huán)對于加熱過程是一個(gè)

6、理想情況。在超臨界區(qū)域內(nèi)放熱意味著傳熱過程在氣體冷卻器中發(fā)生在冷卻的情況下。二氧化碳的溫度將從排氣溫度到離開氣體冷卻器時(shí)的溫度一直持續(xù)下降。由于沒有冷凝過程，較高溫度的熱水可以被得到。高達(dá)90℃的熱水可以被很容易生產(chǎn)出來，然而供熱的性能系數(shù)（cop）仍然是很高的[3]。如果不是把傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)運(yùn)行在非常低的供熱的性能系數(shù)（cop）下，如此高的熱水溫度是無法實(shí)現(xiàn)的。圖.3顯示了兩個(gè)放熱過程在使用CO2跨臨界制冷循環(huán)與使用R22的傳統(tǒng)制冷循