機械過冷跨臨界CO2熱泵供暖系統性能分析
代寶民; 劇成成; 粱夢桃; 劉圣春; 孫志利; 齊海峰; 馬一太 天津商業大學天津市制冷技術重點實驗室; 天津300134; 冰輪環境技術股份有限公司; 煙臺264000; 天津大學熱能研究所; 天津300072
關鍵詞：熱泵 co2 機械過冷 跨臨界 供暖
摘要：采用輔助的蒸氣壓縮循環進行過冷,可改善傳統跨臨界CO2熱泵系統用于冬季供暖性能。本文通過構建機械過冷跨臨界CO2熱泵系統的熱力模型,分析了機械過冷跨臨界CO2熱泵系統供暖工況下的運行特性,結果表明:機械過冷CO2熱泵系統存在最大COP,對應最優排氣壓力和過冷度,標準工況下比常規CO2系統能效提高15.9%。該系統可有效解決常規CO2熱泵回水溫度過高導致COP迅速衰減的問題,當回水溫度由40℃升至50℃時,常規系統COP下降16.9%,而機械過冷熱泵系統COP僅下降8.4%。通過改進可有效降低CO2壓縮機的排氣壓力和溫度,且供水溫度越低排氣壓力降低效果越顯著。機械過冷循環工質的選取會影響系統整體性能,選取的11種過冷循環工質中能效最高的為R717,最低的為R1234yf。在低環境溫度工況下性能的提升更加明顯,通過配置小型常規工質蒸氣壓縮循環即可實現CO2熱泵系統性能顯著改進,經濟性優勢明顯。
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