二氧化碳热泵热水器 设计说明书(8)

本人的毕业设计,没多少水准,只是分享一下。希望大家能找到有用的东西

应用具有其它供热方式无法比拟的优势。

CO2 作为最早的制冷剂之一，在19 世纪末到20世纪30年代得到了普遍的应用，但随着CFCs的出现，CO2 逐渐退出制冷剂领域[6]，其原因是当时采用亚临界循环，由于临界温度较低，当环境温度稍高时，CO2的制冷能力急剧下降，功耗增大，经济性受到严重影响。当制冷剂环保问题日益突出，并随着跨临界制冷循环的提出，CO2 作为理想的制冷剂开始重新获得新生[4]。1993年，挪威SINTEF能源研究所的G.Lorentzen(1993) 与Neksa Petter(2002) 等人率先对CO2跨临界循环在热泵上的应用作了理论和实验上的研究：分析了其流动性和跨临界循环水—水热泵的特性。研究表明，CO2跨临界循环不仅具有高的供热系数，而且系统紧凑，产生的热水温度高，在工业和民用两方面都具有相当大的发展潜力，与传统的热泵相比具有很强的竞争性[2]。早在1995年，日本CRIEPI、东京电力公司和DENSO公司的M .Ssikawa、K.Kusakari等人(2000)就开始合作研究CO2热泵系统,开发家用以CO2为工质的热泵热水器。通过对性能的计算、相关的理论分析，搭建原形试验台进行试验研究，得出CO2热泵热水器的年平均COP可以达到3。实现了CO2热泵热水器的商业化。

CO2作为制冷剂，具有如下特点[7]：

(1) 二氧化碳的消耗臭氧潜能值ODP=0(Ozone Depletion Potential), 全球变暖潜能值GWP=1 (Global Warming Potential), 远远小于CFCS 和HFCS ,符合环保要求；

(2) 单位容积制冷量大,设备紧凑；

(3) 绝热指数大, 因此压缩机排气温度较高,但符合制取较高温度热水的要求；

(4) 临界温度低(31. 1 ℃) ,因此循环一般在跨临界状态下运行,在放热过程中较大的温度滑移可以和变温热源较好的匹配。

此外, 二氧化碳无毒, 不可燃,价格低廉,且粘度低,在较低流速状态下呈现紊流状态,传热性能得到提高。表1-1示出了几种制冷剂的热物理性质。

表1-1 几种制冷剂的热物理性质[5] 工质名称

饱和状态参数 ℃

R744 0 10 HFC134a 0 CFC12 0 10 HCFC22 0 10 10