低溫空氣源CO2熱泵熱水器系統(tǒng)特性研究.pdf

1、當(dāng)前環(huán)境問題日益突出，全球變暖和臭氧層破壞越來越引起人們關(guān)注，隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們對熱舒適性要求越來越高?？諝庠礋岜镁哂惺褂梅奖?，安全環(huán)保和高效節(jié)能等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于我國長江流域及其以南地區(qū)，但在我國北方寒冷地區(qū)推廣卻阻力重重，這是因為環(huán)境溫度較低時，空氣源熱泵蒸發(fā)器側(cè)效率較低，導(dǎo)致系統(tǒng)的制熱能力和性能系數(shù)明顯下降，同時伴有壓縮機啟動困難，排氣溫度過高等問題，蒸發(fā)器頻繁結(jié)霜也將進(jìn)一步降低系統(tǒng)性能。CO2是一種不消耗臭氧層，且全球變暖指

2、數(shù)很低（ODP=0，GWP=1）的天然制冷劑。構(gòu)建雙級壓縮中間補氣循環(huán)系統(tǒng)可以有效解決空氣源熱泵在低溫工況下出現(xiàn)的上述問題，中間冷卻器的補氣循環(huán)也可提高蒸發(fā)器入口制冷劑的過冷度，增加系統(tǒng)低壓側(cè)換熱量，同時可有效降低高壓壓縮機機吸氣過熱度，進(jìn)一步提高系統(tǒng)COP。
　　本文針對環(huán)境溫度在-20℃，氣冷器進(jìn)、出水溫度分別為5℃、65℃，進(jìn)水流量70L/h，蒸發(fā)器送風(fēng)速度3m/s的工況下，基于熱力學(xué)第一定律及各部件之間的耦合性能建立雙級壓

3、縮 CO2熱泵熱水器系統(tǒng)模型，并用所建立模型對研究環(huán)境溫度、氣冷器進(jìn)水溫度和進(jìn)水流量對系統(tǒng)特性的影響，為系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化提供依據(jù)。
　　研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度為-20℃，氣冷器進(jìn)水溫度5℃，進(jìn)水流量70L/h，送風(fēng)速度3m/s時，系統(tǒng)制熱量為4.74kW，COP為2.23，出水溫度為61.8℃。進(jìn)水流量一定，進(jìn)水溫度低于10℃時，系統(tǒng)制熱量和COP隨進(jìn)水溫度增加變化不大，在進(jìn)水溫度高于10℃時呈明顯減小趨勢，出水溫度隨進(jìn)水溫度升高而升