CO_2跨临界水水热泵气体冷却器研究

为提高CO2跨临界循环水-水热泵的效率,对气体冷却器进行了研究.对原有管壳式气体冷却器建立了模型并计算了该气体冷却器沿管长的温度分布.对该气体冷却器进行了实验研究,并改变结构参数以提高气体冷却器的换热效率.计算结果显示CO2侧的换热系数沿管路存在峰值,但要低于水侧的换热系数,主要原因是流量小.增加换热管长,并减小管数,有利于管内换热系数的提高,而且压力降在可接受的范围.通过实验与计算值的对比,CO2出口温度计算偏差小于9%,水温出口温度计算偏差小于5.3%.     

CO2跨临界循环地源热泵的研究

给出了CO2跨临界循环地源热泵的系统流程，并在考虑输气系数和绝热效率的基础上，与R22和R134a等进行了循环性能比较。结果表明，用于需要较高供水温度的空调系统或热水供应系统时，CO2可具有和常规工质相当的性能。同时对于一特定的CO2地源热泵，分析了在热水流量和热水温度变化时的运行特性，并讨论了CO2地源热泵容量调节的方法。     

CO2跨临界循环膨胀特性及机理

介绍了采用膨胀机的CO2跨临界循环的系统流程及典型工况，详细分析了膨胀中经历的亚稳态过程的成因和机理，指出气化的滞后对系统的危害，并对相变膨胀过程中的成核现象进行了热力学分析，在此基础上，结合CO2超临界膨胀过程的特点，阐明了气液相变介质中声速的确定方法，认为CO2超临界膨胀过程可近似按照经典热力学的准静态理论进行分析。     

CO2跨临界循环与传统制冷循环的热力学分析

以热力学第二定律和卡诺定理为基础，提出了一种新的热力学分析方法-当量温度法，并以此为基准对各种制冷循环进行了分析。与传统分析方法相比，当量温度法可以得出更加公正、合理的结论。     

CO2跨临界循环水源热泵变工况特性

摘要：对CO2跨临界循环水源热泵的变工况运行特性进行了实验研究和理论分析，研究了外部热源条件和运行压力对系统性能的影响，根据实验数据拟合了CO2压缩机的绝热效率公式，分析了气体冷却器和蒸发器的热交换完善程度以及对系统的运行动态特性的的影响，在实验研究的基础上，开展了CO2跨临界循环水—水热泵性能的理论分析，并探讨了运行调节的基本方法。     

CO2跨临界循环滚动活塞膨胀机有限元分析

利用弹性力学理论和有限元法,对本实验室开发的CO2跨临界循环第三代滚动活塞膨胀机进行了分析,结果表明:设计工况下,滑板侧面与排气腔接触处的最大变形量为1.10μm;当滑板与滑板槽之间的单侧间隙为6μm时,二者的摩擦和泄漏综合效果最佳;滚动活塞的最大变形量约为1.78μm;考虑润滑油膜的厚度,滚动活塞的径向间隙保持在4～6μm较合适;偏心轴在主、副轴承之间的变形量大于其两侧的变形量,最大变形量为1.16μm.该文为第三代膨胀机的性能完善、新四代膨胀机的设计与加工提供理论依据.     

三种CO2跨临界制冷循环热力分析

通过建立热力学模型,对三种不同的CO_2跨临界制冷循环进行研究,系统地分析了排气压力、气冷器出口温度、蒸发温度等参数对循环系统性能的影响。研究结果表明:三种循环的COP都随排气压力升高先增后减,随气冷器出口温度升高而减小,随蒸发温度升高而增大;通过单级压缩循环与两级压缩循环的COP对比,可以发现相同条件下,CO_2两级压缩循环的COP比单级压缩循环高;对两种两级压缩循环进行对比,可以发现带闪蒸器的制冷循环系统的COP高于带中冷器的制冷循环系统的COP。     

CO2跨临界冷热联供循环性能分析

以CO2跨临界循环冷热联供系统为研究对象,通过理论计算分析了传热窄点温差约束下系统供热温度、供冷温度、制热系数（COPh）和制冷系数（COPc）随压缩机排气压强、气体冷却器出口工质温度和蒸发温度的变化规律。结果表明：供热温度随压缩机排气压强和气体冷却器出口工质温度的提高而升高,随蒸发温度的提高而降低;供冷温度只随蒸发温度变化;COPh和COPc随气体冷却器出口工质温度的提高而减小,随蒸发温度的提高而增大;当气体冷却器出口工质温度为30~40 ℃时,随压缩机排气压强的增大,COP减小,当气体冷却器出口工质温度为45 ℃时,COP先增大后减小;在考察工况下,当蒸发温度为-25 ℃、气体冷却器出口温度为45 ℃时,循环系统在压缩机排气压强为14 MPa可以达到最大供热温度120.65 ℃、最低供冷温度-15 ℃,此时系统COP为2.94。     

CO2双蒸发器压缩/喷射式跨临界制冷循环

为减小CO_2跨临界循环系统节流部分的膨胀功损失,提高系统性能,可在小型制冷系统中采用喷射器代替节流阀,部分回收工质从高压到低压过程的膨胀功。在对系统进行热力学分析的基础上,建立了CO_2跨临界压缩／喷射制冷循环的效率分析模型。计算结果表明：在合理的喷射器出口背压下,CO_2跨临界压缩／喷射制冷循环可以得到较高的循环性能。蒸发温度和气体冷却器出口温度两工况的变化对该系统性能的影响程度相对较大。在较低蒸发温度下,该系统可以明显降低压缩机出口温度,有利于系统稳定运行。     

CO2跨临界循环吸热过程换热性能理论分析

通过对两相流型和干涸现象进行分析，发现CO2在吸热沸腾过程中，环状流是主要的流型，液滴夹带和沉降是支持环状流最可能的机理。与其他制冷剂相比，CO2出现环状流以及发生干涸时的干度值要低得多。并且干涸前和干涸后的传热特点，以及关联式形式存在很大差别，应该区分对待。因此，研究能淮确描述CO2流动沸腾换热关联式，为CO2跨临界制冷循环蒸发器的优化设计提供理论依据，是非常必要的。     

跨临界CO2热泵系统性能研究

建立了跨临界CO_2热泵热水系统及其主要部件的数学模型并进行了模拟,利用自行搭建的跨临界CO_2热泵实验台进行了相关的实验研究。分析比较了气冷器的出口水温、气冷器的制热量与系统COP_h值(跨临界CO_2热泵系统)的仿真值与实验值,结果表明实验值与仿真值较为吻合,建立的系统模型准确性较高。利用仿真与实验的手段,研究了不同的冷却水流量和冷却水温度对跨临界CO_2热泵系统的性能影响。研究结果表明:系统运行时外部参数冷却水温度和流量及蒸发温度的变化将引起系统性能参数(制热量Q、系统COP_h值)变化,尤其是气冷器进口水温对系统性能的影响最大,为了保证气冷器中CO_2工质实现跨临界循环,降低气冷器进口水温是关键因素。     

CO2跨临界双级压缩制冷循环的性能分析

对带膨胀机的两种双级压缩循环(TCOP和TCDH)建立热力学模型,进行模拟计算,并与CO2单级循环(SCE)进行性能比较。研究表明,TCOP循环的COP比SCE循环高9%。在给定设计点,TCDH循环的COP分别比SCE和TCOP循环提高9.65%和0.72%。如果考虑设计和结构,并采取一些措施控制操作条件以防止偏离设计点,TCDH循环是一个可行的选择。     

跨临界CO2汽车空调换热器的研究进展

在汽车空调系统中,换热器是主要的组成部件。本文介绍了跨临界CO2循环换热关联式与换热器的研究进展,并对跨临界CO2空调换热器的发展趋势进行了展望。     

跨临界制冷循环的适用条件及在CO2制冷系统中的应用研究

在热力学第一、第二定律的基础上研究了跨临界制冷循环若干适用条件。详细分析了跨临界制冷循环对环境温度、制冷压力和温度、回热温差的要求，得出了启动危机、最小制冷高低压差等概念，将这些成果用于CO2制冷剂的分析。获得了相应的数据。可供研究CO2跨临界制冷系统应用。     

跨临界CO2热泵热水器的应用研究

分析CO2在热泵热水器中跨临界循环的原理及特点,阐述了CO2用于热泵热水器的优势,概述了国内外跨临界CO2热泵热水器的应用情况及关键零部件的研究开发。     

利用准二级循环提高跨临界CO2热泵热水器性能

提出了一种全新的应用于热泵热水器的准二级跨临界CO2热泵循环.经分析此循环可以有效降低压缩机的排气温度,提高热泵热水器的制热效率.这种热泵热水器尤其适用于寒冷地区.     

CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环热力学分析

建立了同时采用双级压缩和利用喷射器代替节流阀的CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环模型,在系统稳定运行的条件下,分析了高压压力、气体冷却器出口温度、蒸发温度和高、低压压缩机吸气过热度对循环性能的影响,并与CO2跨临界单级压缩/喷射制冷循环和双级压缩制冷循环进行了比较.结果表明:在给定条件下,双级压缩/喷射循环的性能系数明显优于其他两种循环;随着气体冷却器出口温度的升高和蒸发温度的降低,循环的性能系数分别降低了54.9%和43.2%,并且其下降速度大于双级循环的性能系数下降速度;高、低压压缩机吸气过热度升高均导致双级压缩/喷射循环性能系数降低.