跨临界CO2循环中回热器研究进展概述

由于臭氧层破坏和全球变暖等原因,CO_2作为新型制冷工质在跨临界CO_2循环中被广泛推广和应用。在循环中加入回热器可大幅度提升系统性能,本文针对跨临界CO_2循环中的回热器应用,从带回热器的跨临界CO_2系统性能、回热器结构、回热器在系统循环中的位置、回热器效率以及回热器入口制冷剂温度等几个方面对系统性能的具体影响进行深入探讨,介绍了国内外研究进展,对回热器的应用加以分析和展望。     

跨临界CO2热泵空气加热系统试验研究

介绍了一种新型商用跨临界CO2热泵空气干燥系统.首先建立了热泵干燥系统所需的翅片式气冷器的物理和数学模型,对气冷器的换热面积进行了计算,同时根据超临界状态下CO2放热特性对气冷器的结构进行设计.在此基础上,建立了跨临界CO2热泵空气干燥系统,并对该系统进行了性能试验研究.试验结果表明,该系统可将常温空气“一次性”加热到100℃,此种工况下空气流量为2.26 m3/h,系统性能系数COP为3.80.     

一种新型商用CO_2跨临界循环压缩机开发与研究

介绍了一种新型商用跨临界CO2循环压缩机,并对此压缩机的关键部件,如壳体和连杆的设计及其应力分布进行分析,同时对压缩机内的油路进行设计,保证压缩机内油压平衡.在自行设计的跨临界CO2压缩机性能测试试验台对跨临界CO2压缩机及其热泵系统进行了系列实验研究,根据实验数据拟合出压缩机的等熵效率和容积效率公式.研究结果表明,在吸气压力为4.0 MPa,气冷器排气温度为25℃工况时,压缩机制热量在58～65 kW之间,制冷量在49～52 kW之间.跨临界CO2热泵系统在按照"一次加热"方式进行实验时,名义工况下出水温度分别为55℃和85℃时,热泵系统制热系数COPh分别为3.46和2.82.系统性能系数随着气体冷却器出水温度的升高而降低,但却随着蒸发器进水温度的升高而升高.冷却水进水温度越高,热泵系统效率越低,因此热泵热水器系统更适于"一次加热"供水系统.     

跨临界二氧化碳制冷系统节流降压形式研究

对膨胀机、涡流管、膨胀阀3种节流形式的制冷系统进行了热力学分析，结果表明，膨胀机或者涡流管的膨胀形式可提高系统的COP，降低系统不可逆损失，是以后提高跨临界二氧化碳系统COP的重要研究方向。     

小型水冷式跨临界CO_2热泵热水器试验分析

介绍了一种自行设计的小型水冷式跨临界CO2热泵热水器试验系统,研究了在蒸发器侧冷冻水流量不变,改变气冷器侧冷却水流量的情况下,相关系统性能的变化规律。试验结果表明:试验条件下,在流量为0.0243kg/s时,平均制热量最大,约为1570W;系统制热COPh值随气冷器冷却水流量的增加而升高,最大COPh值为2.84;跨临界CO2热泵热水器可用于制取较高温度的热水。     

CO_2跨临界循环中绝热毛细管性能试验研究

搭建了CO2跨临界循环毛细管性能试验台,通过控制变量法,分析了毛细管尺寸(管径、长度)和系统运行工况(入口压力、入口温度)等参数对毛细管质量流量的影响趋势和程度,而且发现:即使在非临界流的情况下,蒸发压力对质量流量的影响也很小。运用量纲分析法计算出了毛细管质量流量无量纲试验关联式:根据毛细管出口压力、入口温度、管径和长度可计算出毛细管CO2质量流量,并对该方程的可靠性进行了分析。结果表明:95%的预测值和试验值偏差维持在了±10%以内。     

应用于跨临界CO_2压缩循环的双转子滚动活塞式膨胀机的研究

由于二氧化碳制冷系统的制冷效率与人工合成制冷剂相比处于劣势,故采用跨临界循环,并利用膨胀机回收膨胀功以减少膨胀过程的能量损失,达到提高整个循环效率的目的。针对目前膨胀机存在的诸多问题,设计应用于跨临界CO2压缩循环的新型双转子滚动活塞膨胀机。该膨胀机的一级气缸始终与进气管连通,二级气缸始终与排气管相通,随着转子的转动在两气缸之间形成膨胀空间,因此,不需要专门的进气控制装置。对膨胀机的运行过程进行理论分析和设计计算,得出主要结构参数,并进行受力和力矩计算。分析结果表明,在膨胀过程中,一级转子的总力矩始终为正值,膨胀将结束时两转子的总力矩变为负值。在角度θ2之前,二级转子的驱动力矩大于一级转子的驱动力矩,在角度θ2之后,一级转子的驱动力矩更大。     

跨临界CO2循环中过冷强化技术的发展综述

近年来,由于良好的环境效益和高温出水能力,跨临界CO2循环在制冷热泵领域得到了广泛应用.但较高的回水温度会限制系统的整体性能,因此有必要进行技术改善,提升跨临界CO2循环系统性能.其中,在气体冷却器出口对工质进行过冷就是一种良好的办法.过冷的形式包含多种,如添加回热器、经济器、闪蒸罐及双系统过冷等,其中双系统又分成热电...     

跨临界二氧化碳压缩膨胀机的研究

为提高二氧化碳跨临界循环效率,解决系统节流损失大的问题,研究开发了新型的滚动活塞转子式压缩膨胀机,来代替二氧化碳跨临界系统中的节流阀。给出了滚动活塞转子式压缩膨胀机的设计思路和设计特点。对压缩膨胀机主轴的受力和力矩进行了分析和计算,分析结果表明在二氧化碳压缩膨胀机工作过程中,两个气缸内的流体流动过程相反,作用于主轴上的作用力和力矩的大小、方向都不相同,选择两个偏心轮合适的相位角有利于主轴上总力矩的平稳变化,设计时应选择最佳相位角,但同时两个偏心轮之间的主轴部分将是最薄弱的环节。     

CO2跨临界循环热力学对比分析

对带回热器和带膨胀机的CO2跨临界循环过程应用热力学进行了对比分析。结果表明，带回热器的CO2跨临界循环过程虽然也能够在一定程度上提高系统效率，但只要膨胀机的效率达到一定值，带膨胀机循环的系统性能将优于带回热器循环的系统性能。     

小型CO_2制冷系统换热器的设计及应用

为了设计一套应用于展示柜的小型CO2制冷系统,利用整个系统的循环计算结果,得出系统换热器的负荷,以气体冷却器为例,进行了详细的理论计算。以理论计算的结果为依据,定制了一套气体冷却器、蒸发器及回热器,在相同的条件下,测试了本系统的性能,结果显示,系统能够满足要求,将本系统与R134a制冷系统进行对比,结果显示,本系统的性能更优,将本系统与国外同类产品进行对比,结果显示,本系统的性能稍差,测试结果表明了本系统的换热器理论设计完全可行。     

二氧化碳跨临界循环放热过程换热性能研究

二氧化碳跨临界循环放热过程处于超临界区，由于在准临界点附近CO2的热物理参数变化非常剧烈，超临界区流体的换热有别于传统制冷剂，气体冷却器的换热优劣对系统性能影响较大。为了能设计出高效的气体冷却器，应该对这一过程的换热性能作一全面了解。本文主要讨论了制冷剂CO2在气体冷却器中的换热特点，以及流体温度、高压侧压力、质量流速、热流密度、管径和含油量等因素对换热的影响，最后探讨了换热关联式和气体冷却器型式的研究进展。     

用于跨临界CO2汽车空调系统的板翅式内部换热器设计

介绍了跨临界CO2汽车空调用板翅式内部换热器的设计思路，并介绍了内部换热器计算所需的换热系数经验关联式，对换热器的安全性做了分析并通过了水压实验。     

带回热器的自然工质复叠制冷系统性能分析

以CO2/R290、CO2/NH3复叠式制冷循环为例分析了回热器对系统性能的影响,在考虑回热器对系统质量流量影响的基础上,比较分析了系统制冷量、COP的变化和对最佳中间温度的影响,指出了利用回热器提高复叠制冷系统性能的原则,并建立了高低温回热器效率之间的联系.     

CO_2热泵热水器的系统设计及试验研究

设计搭建了蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试试验台,在制冷剂充注量1.23kg时,通过调节膨胀阀的开度和控制气冷器的水流量来研究系统性能。结果表明:该机组能在较高COP(3.2)下制得65℃的热水,并可以在COP不低于2.0情况下制取80℃的热水;气冷器水流量对系统的COP、出水温度以及系统的排气压力影响最大;高效的换热器可以在压缩机排气温度一样的情况下提高出水温度,使系统在制取高温水时有更高的COP。     

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

主要对带节流阀的CO2跨临界水-水热泵系统建立了数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,并与试验数据做了对比。主要分析了高压侧压力、冷却水和冷冻水的进口温度和流量分别对系统制热系数和制热量的影响。结果表明,模拟计算结果与试验测试值的一致性较好,从而验证了模型的可信度。模拟所得对应最大制热系数的最佳高压侧压力与实验结果存在一定的偏差。系统的制热性能系数和制热量随着冷却水进口温度的升高而降低,随冷冻水进口温度的升高而增大;而且都随着冷却水和冷冻水流量的增加呈现出升高趋势。