透平壓縮機的跨臨界二氧化碳熱泵循環系統
當前環境問題已成為一個重要的全球問題,其中臭氧層破壞和溫室效應問題 引起人們高度重視。傳統的熱泵熱水器以氟利昂作為工質,不符合環保要求,而 人工合成的制冷劑又可能對環境造成潛在的、不可預知的危害。因此,開發環保 意義上的熱泵熱水器具有重要價值。 熱泵熱水器是以消耗少部分電能為代價,通過熱力循環,將環境介質水、地 熱源、空氣等儲存的能量加以發掘利用,用來生產熱水。CO2 作為自然工質,以 其環保性、經濟性、安全性、優良的傳熱特性、大單位容積制冷量等綜合優勢, 成為熱泵工質的首選。由于其較低的臨界溫度,循環一般處于跨臨界狀態下運行。 所謂跨臨界循環就是壓縮機的吸氣壓力低于臨界壓力,但是排氣壓力高于臨界壓 力,工質在高壓側換熱主要通過顯熱交換完成,其蒸發溫度低于臨界溫度,循環 吸熱過程仍在亞臨界條件下,換熱依靠潛熱,高壓側溫度和壓力相互獨立,使得 系統多了一個自由度或者可控參數。相較于常規亞臨界循環,CO2 跨臨界循環中 氣體冷卻器所具有的較高排氣溫度和較大溫度滑移正好和冷卻介質的溫升過程 相匹配,溫差不可逆損失減小,有利于提高系統性能,非常適用于家用水的加熱。 而且 CO2 跨臨界循環的容
西安交通大學
2021-04-10