带喷射器的跨临界CO2热泵系统仿真研究

利用自行搭建的跨临界CO₂热泵实验台对系统的整体热力性能进行了相关的实验研究,分析比较了气冷器CO₂出口温度、蒸发温度对跨临界CO₂热泵系统(SBC)制热系数(C_oph)的影响。在此基础上建立了带喷射器的跨临界CO₂热泵系统(SEC)对应的热力学模型,利用Matlab编写系统循环程序,对系统性能进行数值模拟,分析当改变工作流体压力、工作流体温度和蒸发温度等参数时,喷射系数、喷射器出口工质干度和C_oph的变化规律。结果表明：仿真值与实验值较为吻合,建立的系统热力学模型准确性高;在工作流体温度由31℃升高到38℃时,SEC的最大C_oph比SBC的最大C_oph高出24.8%;在蒸发温度由5℃升高到13℃的过程中,SEC的最大C_oph比SBC的最大C_oph高出28%,喷射器大大减少了CO₂工质在膨胀过程中所产生的节流损失,对系统性能的提升有显著作用。     

带喷射器的CO2水源热泵空调夏季性能分析

提出了一种能够驱动一次回风空气处理机组的带喷射器的跨临界CO2地下水源热泵空调机组.基于热力学原理和喷射器一维等压混合模型,建立了系统夏季稳态性能分析数值模型,利用MATLAB软件进行了计算.结果 表明:在地下水温和新风相对湿度较低,且新风比和新风温度较高的条件下,系统性能系数(COP)较大;地下水温较高时,系统存在最...     

超临界补气增焓高温CO2热泵热风机实验研究

针对工业上循环加热工况下,CO₂热泵气体冷却器出口温度过高、能效显著降低的问题,文章提出了带有超临界补气的高温CO₂热泵循环,并对系统进行了实验研究。主要分析了主路膨胀阀开度、压缩机频率、气体冷却器的风机频率对出风温度、性能系数COP等参数的影响。实验结果表明:出风温度随着主路膨胀阀开度的增大呈现降低趋势而COP呈升高趋势;降低气体冷却器的风机频率对出风温度的提升效果最为明显,风机频率每调低1%,出风温度最大提升5.07%。以得到最高出风温度为目标的实验数据表明,该系统在气体冷却器出口温度为75℃以上时,出风温度可达130℃以上,对应COP为1.40~1.50。     

严寒条件CO2跨临界循环热泵优化技术

以严寒条件CO₂跨临界循环热泵系统为研究对象,采用涡流管技术与二级压缩技术对其进行优化,采用工程方程求解器(EES)软件建立四个热力学模型(单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环),模拟分析了性能系数(COP)、排气温度等参数随气冷压力、蒸发温度、过热度、级间压力的变化规律。研究表明气冷压力变化对严寒条件下优化系统的性能影响最大,在设定的压力变化范围内(7 MPa～12 MPa),单级循环、单级涡流管循环、二级循环、二级涡流管循环的COP变化幅度分别为74.40%、60.46%、110.38%、90.94%;涡流管技术在低压缩比条件下优化效果更佳,一定条件下,单级涡流管循环较单级循环COP可提高11.2%;二级压缩技术在高压缩比条件下优化效果更好,在最优气冷压力条件下,二级循环相较单级循环COP可提高18.2%,同时二级压缩技术可降低压缩机排气温度,使压缩机保持较高的等熵效率,且存在最优级间压力使得COP达到最大值。结果表明,当总压缩比不大、级间压力处于较低水平或者需要获取更高的第一级压缩出口温度时,通过改变涡流管参数调节过热度效果更好,与二级压缩技术...     

CO2跨临界制冷循环系统[火用]经济分析

为优化CO2跨临界制冷循环系统,以达到能效和经济之间的平衡,提出?经济分析方法,并建立数学模型,模拟分析系统的COP、?效率及系统各部件的损、?经济成本等随气体冷却器出口温度升高的变化趋势。结果表明,系统的COP和?效率呈现下降趋势;各部件损除蒸发器略有下降外,压缩机、气体冷却器、节流阀的?损均有不同程度的增大;系统单位产品?成本呈现下降趋势;减小节流阀产生的?损有利于提高系统的效率。     

跨临界CO2制冷循环火用分析

基于热力学第二定律,对跨临界CO2制冷循环过程的损失及火用效率进行理论分析,发现节流过程火用损失最大,循环火用效率为25%。提高蒸发温度和降低冷却终了温度是提高循环火用效率的有效途径;升高冷却压力,可以降低节流过程火用损失,但是对循环火用效率影响不大。     

25MW跨临界CO2离心压缩机设计

基于25 MW压缩CO₂电热储能系统参数要求,自主研制了跨临界CO₂离心压缩机。介绍了一维热力气动方案设计、轴向力平衡方案设计、三维气动性能校核、变工况特性分析、结构方案设计和轴系稳定性核算的情况,并通过CFX软件对压缩机气动性能进行了分析,结果表明：所设计的离心压缩机设计点喘振裕度大,等熵效率高,结构方案合理。     

跨临界CO2循环的研究进展及应用

近年来,跨临界CO_2循环制冷系统的研究发展非常迅速,已经成为国内外学者竞相研究的热点.综述了跨临界CO_2循环的国内外研究现状以及跨临界CO_2循环的商业应用研究和发展前景.经分析发现,跨临界CO_2循环系统的研究方向主要集中在提高循环性能、充注量对系统性能的影响和跨临界CO_2毛细管节流这三个方面.总结了跨临界CO_2循环应用于热泵热水器、汽车空调和超市冷冻冷藏领域的研究状况.总之,CO_2是一种非常具有发展潜力的制冷剂,在超临界CO_2制冷方面还需要进行更多的研究,逐步解决生产技术、运行效率、安全等方面的问题.     

CO_2跨临界热泵循环与朗肯循环耦合系统性能分析

提出跨临界CO2热泵和朗肯循环耦合实现凝汽器余热回收的方式.分别对郎肯循环、再热循环及跨临界CO2热泵和朗肯循环的耦合循环进行了热力学分析,分析表明:随着主蒸汽温度增加或乏汽温度降低,3种循环的效率均增加,朗肯循环平均效率为31.5％,耦合循环平均效率为35.5％,再热循环平均效率为33.5％;随着主蒸汽压力增加或乏汽压力降低,3种循环的效率均呈增加趋势.相同对比条件下,耦合循环效率最高,朗肯循环效率最低,再热循环介于二者之间.     

CO_2跨临界热泵和加热炉冷却循环耦合系统性能分析

提出跨临界CO2热泵和朗肯循环耦合实现加热炉的余热回收。基于热力学研究方法,分别对影响耦合循环效率和CO2跨临界热泵性能的关键参数进行了研究。随着热泵性能COP的提高,耦合循环的效率提高。当热泵性能超过限定值后,压缩机耗功比值越大,耦合循环效率越低。排气压力范围内,热泵性能和耦合循环效率均有极值。给定条件下最优排气压力为8.5 MPa,热泵性能COP为4.2,耦合循环效率为0.35。蒸发温度提高或冷凝温度降低,均有利于热泵性能和耦合循环效率的提高。此研究为回收加热炉余热和提高电厂效率提供理论基础。     

严寒地区CO_2热泵热水器运行性能模拟研究

为减少严寒地区生活热水制备过程中的能源消耗,以CO_2热泵热水器为研究对象,建立了采用跨临界循环方式的CO_2热泵热水器的稳态仿真模型,模拟分析了CO_2热泵热水器在严寒条件下的运行性能。分析结果表明,在室外温度高于-13.9℃的条件下,CO_2热泵热水器能够正常运行,系统运行时COP高于2.67。文章的研究结果可为CO_2热泵热水器在严寒地区的推广提供参考。     

CO_2跨临界双级压缩带回热器与不带回热器循环分析

基于氟利昂制冷剂的ODP(臭氧层破坏势)和GWP(温室效应)问题,运用热力学方法,对CO2跨临界双级压缩带回热器循环TSCV+TGC+IHX与不带回热器循环TSCV+TGC建立了数学模型,并基于Visual Basic程序基础,开发了两种双级循环性能分析平台。结果表明,相同对比条件下,循环TSCV+TGC+IHX平均性能比循环TSCV+TGC高5%～10%,最优中间压力比循环TSCV+TGC低约5%～15%。本研究为高效、节能的CO2跨临界循环热泵热水器产品的开发提供了基础资料。     

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。     

回热器对跨临界CO_2水源热泵的影响判别式及实验研究

分析了回热器对跨临界CO2压缩循环效率等的影响,推导出回热器对系统的制热效率影响的判别式。在带回热器和不带回热器两种情况下完成了跨临界CO2水源热泵系统的实验。实验结果表明：带回热器的跨临界CO2水源热泵系统的制热效率和制冷效率略高于不带回热器时系统的效率;带回热器时热泵系统的制热效率比不带回热器系统的制热效率高约4%-8%。     

CO_2跨临界制冷循环理论分析

以热力学理论为基础,对CO2跨临界制冷循环的压缩过程、放热过程、膨胀过程和吸热过程分别进行了分析,为CO2跨临界制冷系统的研究提供了理论参考。     

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.     

CO2工质在热泵热水器中的应用

分析了CO2跨临界循环的特点,介绍了CO2工质在热泵热水器中的研究与应用发展现状,探讨了其目前所面临的问题。与传统制冷剂相比,CO2在热泵热水器中的应用具有广阔的发展前景。     

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。     

燃气-超临界CO2联合循环发电系统

  [目的]  燃气轮机排气温度高,可增加底循环,利用排气的余热发电,从而提高燃料总的能量利用率。鉴于超临界CO₂循环热效率高,并且具有系统简单、结构紧凑、运行灵活等潜在优势,可与燃气轮机组成新型的燃气-超临界CO₂联合循环。  [方法]  为了充分利用燃气轮机排气余热,提出在简单回热超临界CO₂循环的基础上,再嵌套一个简单回热循环的布置方式,并以PG9351(FA)型燃气轮机为例,对其热效率进行了计算分析。同时,在系统中增加余热利用装置,可将剩余热量用于供热、转换为冷量或发电。  [结果]  结果表明:对于选定的燃气轮机,超临界CO₂循环最高温度可达约600 ℃,循环发电效率约32%,获得余热温度为170 ℃以上,余热热量占燃气轮机排气热量9%,联合循环发电效率约54%。  [结论]  燃气-超临界CO₂联合循环发电系统具有较高的热效率,并且保留部分较高品位的余热,可进一步用于电厂运行。     

CO_2热泵热水器压缩机的选型与计算

分析CO2作为制冷剂的优良特性及其跨临界循环的特点,在给定工况下,对1台CO2热泵热水器的水箱、压缩机进行选型和设计计算,并提出提高CO2热泵热水器效率的建议。