带喷射器的跨临界CO2热泵系统性能分析

为了提升跨临界CO₂热泵系统的性能,利用喷射器替代节流阀植入系统中,在保证喷射器效率的前提下,对系统中各参数之间的相互影响进行了分析,通过建立SEC系统的热力学模型,分析了气冷器CO₂出口温度、排气压力、蒸发温度等参数对系统制热系数COPh的影响。结果表明：气冷器CO₂出口温度是决定常规系统引入喷射器是否有益的关键,随着排气压力(7～10 MPa)变化,气冷器CO₂出口温度(30～55℃)存在一转换温度,只有当出口温度小于转换温度时才有助于提升COPh。同时为了保证系统的安全与运转正常,气冷器CO₂出口温度在低于安全值(57℃)的前提下,还应不超过其转换温度。本文进一步研究了增加回热器对提升SEC的热力性能的效果,结果表明,在气冷器CO₂出口温度大于31℃时在SEC系统中加入回热器可以有效提升热泵系统的制热性能。     

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。