CO2熱泵熱水器多毛細管組合節(jié)流特性的研究

崔海亭,劉東岳,趙華麗,張振國

(1.河北科技大學(xué)， 河北石家莊 050018；2.河北石家莊圣艾蒙環(huán)保科技有限公司，河北石家莊 050227)

CO2熱泵熱水器多毛細管組合節(jié)流特性的研究

崔海亭1,劉東岳1,趙華麗1,張振國2

(1.河北科技大學(xué)， 河北石家莊 050018；2.河北石家莊圣艾蒙環(huán)保科技有限公司，河北石家莊 050227)

基于CO2作制冷劑應(yīng)用于熱泵系統(tǒng)的優(yōu)良特性 ,搭建空氣源熱泵熱水系統(tǒng)試驗臺，進行了單根毛細管、雙毛細管、3根毛細管并聯(lián)組合分別作為節(jié)流元件的對比試驗，結(jié)果表明采用3根毛細管并聯(lián)組合節(jié)流時具有全天候平均COP最高，并得出各溫度階段適用毛細管組合規(guī)律，為提高CO2熱泵熱水器制熱能效提出理論依據(jù)。

CO2；熱泵熱水器；組合毛細管；COP

符號

m——質(zhì)量流量，kg/sD——管徑，mf——摩擦阻力系數(shù)G——質(zhì)量流速，kg/(m2·s)h——比焓，kJ/kgL——管長，mp——壓力，Pax——干度ρ——密度，kg/mν——比容，m3/kgRe——雷諾數(shù)

下標

m——平均sc——過冷

1 前言

采用CO2工質(zhì)作為制冷劑的跨臨界熱泵機組因其制取熱水溫度范圍大；對臭氧層無破壞、溫室效應(yīng)潛能極小；系統(tǒng)穩(wěn)定性高、安全性好；結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小；并且具有較高的制熱能效比而引起廣泛的關(guān)注與研究[1～3]。

采用CO2作為制冷劑的熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)制冷劑相比具有明顯的優(yōu)勢：(1)CO2臨界溫度較低，因而制冷劑在氣冷器中并不發(fā)生冷凝，只有接近或超過臨界點的單相放熱，使系統(tǒng)循環(huán)有別于常見的亞臨界循環(huán)，是跨臨界循環(huán)，變溫曲線與水更為匹配。(2)CO2與氟類制冷劑在過熱區(qū)的定壓比熱不同，過熱情況下CO2定壓比熱約是氟制冷劑的2.5倍，儲熱性能更加優(yōu)良。……