CO2熱泵熱水器的性能仿真研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、CO2工質環(huán)保無污染,以CO2為循環(huán)工質的熱泵熱水器(文中簡稱為CO2熱泵)能獲得高溫熱水。CO2熱泵技術的研究還有很多值得深入的地方,如如何減少熱泵節(jié)流損失、降低使用要求等,如何使用膨脹機回收膨脹功以提高系統(tǒng)性能系數(shù)。本文通過建立CO2熱泵系統(tǒng)循環(huán)和關鍵零部件的性能仿真模型,分析CO2物性、工作環(huán)境、關鍵零部件等對熱泵性能及其不可逆損失的影響,提出CO2熱泵系統(tǒng)循環(huán)和關鍵零部件的設計準則。本文的主要研究工作如下:
   一、對

2、CO2熱泵的循環(huán)方式進行了研究和比較,并對CO2跨臨界雙級壓縮帶膨脹機循環(huán)的性能和(火用)進行了計算。從提高CO2熱泵性能系數(shù)的角度出發(fā),分別研究和比較了帶回熱器、膨脹機或節(jié)流閥等三種跨臨界雙級壓縮循環(huán),獲得CO2熱泵系統(tǒng)循環(huán)系數(shù)最大的循環(huán)方式為帶膨脹機的循環(huán),對CO2跨臨界雙級壓縮帶膨脹機循環(huán)的(火用)進行了計算。根據(jù)計算和仿真結果,提出了CO2熱泵循環(huán)設計建議:提高低壓級壓縮機、膨脹機的絕熱效率,降低其(火用)損,從而提高循環(huán)系統(tǒng)整

3、體性能。
   二、對CO2熱泵膨脹機進行了膨脹過程分析和不可逆損失分析。對膨脹機的膨脹過程進行分階段研究,膨脹機膨脹功來源不同,膨脹回收功將受進出口狀態(tài)的影響。對CO2滾動活塞膨脹機的不可逆損失研究表明,膨脹機不可逆損失除受流體狀態(tài)影響之外,還受到膨脹機結構的影響。為了降低膨脹機不可逆損失,提出了膨脹機的設計原則:保持合理的接觸間隙,使膨脹機不可逆損失總量保持在較低水平,從而提高膨脹機的絕熱效率。
   三、對CO2氣

4、體冷卻器的換熱性能分析。對套管式CO2氣體冷卻器進行微元建模研究,將每一個微元的出口狀態(tài)作為下一個微元的入口狀態(tài),從而確保準確計算CO2氣體冷卻器中流體狀態(tài)的動態(tài)變化。研究顯示,CO2氣體冷卻器的換熱性能除受其進出口CO2流體、冷卻水狀態(tài)影響之外,還受其結構影響。因此,CO2氣體冷卻器的設計原則是:采用小管徑的長管結構,提高流體側換熱效率,從而提高氣體冷卻器的換熱性能。
   本文對CO2熱泵系統(tǒng)循環(huán)進行了仿真研究和比較,從優(yōu)化

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