CO2跨临界水—水热泵循环系统的实验研究

在作者设计和建立的实验台上进行了CO2跨临界水-水热泵多种工况的循环性能实验研究,系统运行稳定、调节方便,实验结果表明,系统运行时的最大制冷（热）系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度,CO2跨临界循环热泵较之传统工质热泵具有较大优势,尤其是在高温热泵领域,指出了系统的改善措施。     

CO2跨临界水-水热泵供热系统应用理论探讨

运用当量温度概念对CO2跨临界水-水热泵供热系统进行了研究,指出根据实际情况选择气体冷却器的出口温度和压缩机的出口压力能提高系统的运行效率,并对供热过程中采用能量梯级利用进行了研究,结果表明对热水侧进行梯级利用可提高系统的制热性能系数.     

C02跨临界水-水热泵供热系统应用理论探讨

运用当量温度概念对CO2跨临界水-水热泵供热系统进行了研究，指出根据实际情况选择气体冷却器的出口温度和压缩机的出口压力能提高系统的运行效率，并对供热过程中采用能量梯级利用进行了研究，结果表明对热水侧进行梯级利用可提高系统的制热性能系数。     

带膨胀机CO2跨临界热泵系统运行特性

建立了带膨胀机CO2跨临界热泵系统的数学模型,将模拟计算结果与实验测量结果进行了比较,验证了模型的准确性。利用数学模型分析了冷却水进口温度和质量流量、冷冻水进口温度和质量流量对带膨胀机CO2跨临界热泵系统的制冷性能系数及最佳高压侧压力的影响。降低冷却水进口温度和提高其质量流量不仅有利于提高制冷性能系数,而且能降低最佳高压侧压力。提高冷冻水进口温度及质量流量有利于提高制冷性能系数,对最佳高压侧压力影响不大。     

CO2跨临界水源热泵两级供热系统理论比较

在供热系统中，需要的水温较高时，由于回水温度高而导致CO2跨临界水源热泵能效比下降。如果降低回不温度，就要求不同温度的热水分级处理。CO2跨临界水源热泵两级供热系统可以实现能量的分级利用。分析对比了3种形工的CO2跨临界水源热泵两级供热系统，发现它们各有特点，可根据不同的使用要求采用适宜的两组系统。     

燃气机驱动CO2工质跨临界循环热泵系统评价

阐述了燃气机驱动的以CO2为工质的跨临界循环热泵系统的原理，计算了总有效温室效应评价指标和一次能源利用率，进行了技术经济分析。此热泵系统总有效温室效应评价指标低，一次能源利用率高，环境污染小，运行费用低于普通电动热泵。     

一种实现热量梯级利用的新型高温热泵系统

该设备可实现工业余热梯级利用,工作原理为:第一级以CO_2为工质进行超临界循环将冷水加热到中间温度,第二级以R152a(二氟乙烷)为工质进行亚临界循环将水加热到高温。建立了系统模型,并进行计算与分析。结果表明,无论要求热泵系统最高冷凝温度相同还是出水温度相同,梯级热泵系统都可以实现比单级系统更优越的性能;在余热源工况相同的情况下,设置供水温度相同时,梯级热泵系统各项性能参数均优于跨临界循环CO_2热泵系统。     

意大利：CO2热泵在养老院的应用

Villa Laura养老院临近意大利的佛罗伦萨，这个养老院的供热和空调系统包括4套装有跨临界CO2循环的水-水交换的地下水源热泵系统，此技术已被用来为独立的居住建筑提供热水，尤其在日本使用的较多。Villa Laura养老院共有3层，总面积为4500m^2，需要的制冷／制热量比较大，而这种系统的运行效果也相当好。     

太阳能辅助CO_2热泵系统回热器设计及实验研究

在CO2跨临界循环系统中,节流损失相对较大。通过增加回热器的方法以提高跨临界CO2热泵系统的COP。根据相关的换热关联式对CO2热泵系统的回热器进行了设计计算并且进行了相关的实验研究。计算得到的回热器,长度为1.27 m,内管内径6 mm,外管内径13 mm,壁厚1 mm。并且在相同环境工况下,利用自行搭建的CO2热泵系统实验台,分别在有回热器与无回热器时进行了实验研究。实验结果表明:当系统引入回热器后,压缩机排气压力、温度上升,压缩机耗功上升速率加快,制热量增加速率亦加快,且制热量增加速率大于压缩机耗功增加速率,系统制热COP增加,带回热器时系统平均COP达到3.34,无回热器时系统平均COP为3.03,提高约10.2%。     

CO2水源热泵驱动溶液除湿新风系统性能研究

提出了一套多功能CO2水源热泵驱动的溶液除湿新风系统,该系统以CO 2跨临界循环压缩机高温排气实现LiCl溶液再生,提高了热泵驱动溶液除湿系统的溶液再生效率,并以地下水为再冷源,减小了CO2跨临界循环节流损失.通过建立系统稳态数学模型,模拟分析了标准环境工况下,新风量、 除湿/再生内循环比、 溶液总流量、 再生空气流量等4个可控关键因素对系统性能的影响,并将系统应用于西安市某200 m2办公建筑,得到了4个可控参数设置的最佳组合.     

CO2跨临界循环和除湿法冷却联合循环系统的研究

为有效回收和利用CO2跨临界循环的气体冷却器排气热量，提出了一种将除湿法冷却供冷和CO2跨临界循环结合起来的系统方式，介绍了系统的组成和特点，分析了系统的循环效率、可行性和经济性，指出该方式可有效提高系统的综合能源利用效率，并可满足全年的空调要求。     

A thermodynamic analysis of a transcritical cycle with refrigerant mixture R32/R290 for a small heat pump water heater

In this study, a thermodynamic analysis on the performance of a transcritical cycle using azeotropic refrigerant mixtures of R32/R290 with mass fraction of 70/30 has been performed. The main purpose of this study is to theoretically verify the possibility of applying the chosen refrigerant mixture in small heat pumps for high temperature water heating applications. Performance evaluation has been carried out for a simple azeotropic mixture R32/R290 transcritical cycle by varying evaporator temperature, outlet temperature of gas cooler and compressor discharge pressure. Furthermore, the effects of an internal heat exchanger on the transcritical R32/R290 cycle have been presented at different operating conditions. The results show that high heating coefficient of performance (COP_h) and volumetric heating capacity can be achieved by using this transcritical cycle. It is desirable to apply the chosen refrigerant mixture R32/R290 in small heat pump water heater for high temperature water heating applications, which may produce hot water with temperature up to 90 °C.     

Performance analysis of a transcritical N2O refrigeration cycle with vortex tube

In the present study, vortex tube is used in transcritical vapour compression cycle as expansion device to improve the coefficient of performance (COP). The thermodynamic analysis has been performed using nitrous oxide in transcritical cycle with vortex tube (TCVT) and its results are compared with those of a transcritical cycle with expansion valve (TCEV). The evaporator and the gas cooler temperatures have been varied between ?55°C and 5°C and between 35°C and 60°C, respectively, for the analysis. The COP of the TCVT improves by 1.72–27.01% compared to TCEV. A decrease in evaporator temperature and an increase in gas cooler exit temperature result in a decrease in COP. The increase in cold mass fraction brings a negligible increase in maximum COP. The performance comparison of N₂O and CO₂ in TCVT shows that maximum cooling COP for N₂O is higher than for CO₂, but the optimum pressure required for N₂O is lower than for CO₂.     

Performance characteristics of a two-stage transcritical N2O refrigeration cycle with vortex tube

ABSTRACT

The thermodynamic analysis has been presented in this article using nitrous oxide as the refrigerant in a two-stage transcritical cycle with the vortex tube (TSTCVT) instead of the expansion valve and its results are compared with the two-stage transcritical cycle with the expansion valve (TSTCEV). The evaporator and the gas cooler temperature ranges in both the cycles have been considered between ?55°C to 5°C and 35°C to 60°C for the analysis. Gas cooler and intercooler pressures are simultaneously optimised to obtain the maximum cooling coefficient of performance (COP). The COP of the TSTCVT improves by 1.97–27.19% in comparison to TSTCEV. A decrease in evaporator temperature and an increase in gas cooler exit temperature reduce the COP of TSTCVT. The comparison of refrigerants N₂O and CO₂ in TSTCVT shows that N₂O exhibits higher cooling COP, higher second law of efficiency and lower optimum gas cooler pressure under the considered operating conditions.     

用于低温环境的CO_2热泵技术

CO_2热泵与采用传统工质的热泵相比,具有低温适用性、环境友好性、设备紧凑、能够制取高温度热水等诸多优势。但是随着环境温度的降低,系统会出现排气温度升高、制热量下降等问题。通过对改进型单级压缩循环、双级压缩循环、准二级压缩循环、双极耦合系统、其他辅助加热方式的国内外研究现状进行对比分析,总结了各种循环方式主要的技术特点及不足,并提出了相关建议。这对于促进寒冷地区CO_2热泵系统的发展具有重要参考价值。