二氧化碳热泵热水器 设计说明书(10)

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

二氧化碳的临界温度很低，只有31.1℃，其热泵循环的流程与普通的蒸汽压缩式制冷循环略有不同，采用的是跨临界循环。此种循环不仅可避免受环境温度冷却截止温度的影响，而且还可发挥出它作制冷工质的其它有利因素。[12]其吸热过程（蒸发、压缩）在亚临界条件下进行，换热主要依靠潜热来完成；而冷凝过程则是在接近或超过临界点的区域内进行，放热依靠显热来完成是一个伴随有较大温度滑移的变温过程。这正好可与水加热时的温升相匹配，自然可减少高压侧不可逆传热引起的能量损失。因此，这种特殊的洛伦兹循环，特别适合于家用热水的加热，可得到较高的热泵效率。在CO2跨临界热泵循环系统中，超临界压力区内并无两相区域存在，温度和压力间彼此独立，为相互独立的变数，则高压侧压力对制冷剂焓值也有影响，高压侧压力变化对制冷量、压缩机功耗和COP 值也会产生影响。因此能够实现满足实际需要的多种控制策略。经试验研究分析可得，CO2跨临界循环的高压侧存在着一个最优的运行控制压力，在该压力下，循环的性能系数COP 可达到最大。其主要特点有以下几点：

(1) 二氧化碳的ODP 为零, GWP 值远远小于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。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 。

在热力学性能上，作为蒸汽压缩制冷循环的工质，二氧化碳具有一定的缺陷。但是，应该注意的是，根据热力学第二定律，理论性能系数只与所实现的热力过程有关，而与工作介质的热力性质无关，只要两个热源的温度确定以后，理想循环的COP就确定了，因此COP并不是工质的内在属性。

无论从环保的角度还是从节能角度来看，只要系统设计合理，CO2热泵热水器的COP 绝对可以超越传统工质的热泵热水器系统。同时，将CO2热泵与储水箱组合也将是未来的发展趋势之一。因为它可以利用夜间低谷电，提高系统经济