二氧化碳作為一種天然制冷劑,可以大大提高熱泵系統(tǒng)的環(huán)保性能。由于目前對超臨界二氧化碳還沒有完美合適的傳熱相關性,因此跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)的水出口溫度尚未得到預測。為了研究跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)在加熱性能和熱水供應中的應用,采用氣源跨臨界二氧化碳熱泵試驗機進行了一系列實驗。實驗結果表明,影響出水溫度的主要因素是系統(tǒng)COP、排放壓力、壓縮機頻率和環(huán)境溫度。
在實驗結果的基礎上,利用白金漢PI定理提出了一個關于出口水溫的無量綱相關方程。該方程可用于計算不同尺寸氣源跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)的出水溫度,通過計算結果使計算精度保持在13%。最后,基于新的計算方法,分析了氣體冷卻器出水溫度的影響因素。因此,本研究為跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)出水溫度的預測提供了參考。
結論
本文研究了跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)的系統(tǒng)性能和GCW值。從實驗結果和理論分析中得出的一些主要結論如下:
通過實驗結果和理論分析,得出系統(tǒng)COP中出現(xiàn)峰值的主要原因是氣體冷卻器二氧化碳出口的焓變趨勢。由于入口水溫固定,氣體冷卻器二氧化碳出口溫度接近入口水溫。這導致了氣體冷卻器出口二氧化碳焓的輕微變化,這也是實驗中系統(tǒng)COP值較高的主要原因。
根據(jù)實驗結果和無量綱分析,提出了一種新的GCW計算方法。在對最大溫度滑移、壓力比和環(huán)境溫度進行修正后,得到了GCW的最終計算相關性。結果表明,在不同環(huán)境溫度下的實驗結果,GCW預測結果的相對誤差在±13%以內(nèi)。
結果表明,壓縮機頻率對GCW的影響大于環(huán)境溫度。編譯 陳講運