二氧化碳熱泵供熱系統(tǒng)的理論分析及實驗研究.pdf

1、二氧化碳作為一種安全、經濟、環(huán)?？沙掷m(xù)的自然工質，可以作為CFCs和HCFCs工質的替代工質，引起了越來越多的研究者關注。
　　 針對跨臨界二氧化碳熱泵循環(huán)的熱力學特性，設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行供暖的實現(xiàn)方案。通過分段冷卻的方式進行供暖兼制生活熱水，可以應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)經濟學模型，對二氧化碳熱泵供熱系統(tǒng)進行技術和經濟性綜合分析。搭建二氧化碳熱泵供熱系統(tǒng)實驗臺，對計算工況進行實驗測試，并對建立的熱力學模型進行驗證對比。
　　 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℃，供暖側水溫60/75℃，冷凍水水溫15/11℃)時，CO2熱泵機組的性能系數(shù)及(火用)效率都要高于四種常規(guī)蒸氣壓縮式熱泵機組：R134a、R152a、R290及R245fa，壓比最小。熱泵的各部件中，壓縮機的炯損失均為最高值，蒸發(fā)器和回熱器的(火

4、用)損基本可以忽略不計；五種中高溫工質中，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(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制熱水模式下的(火用)效率高。
　　 典型工況下，CO2熱泵輸出產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，