高溫CO2熱泵套管式氣冷器的仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)?

劉和成 趙建峰 倪秒華 趙　銳

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高溫CO2熱泵套管式氣冷器的仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)?

劉和成 趙建峰 倪秒華 趙銳

（杭州佳力斯韋姆新能源科技有限公司 杭州 311241）

以Petrov換熱關(guān)聯(lián)式為基礎(chǔ)，建立了CO2氣冷器的數(shù)值仿真模型，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了修正，并通過(guò)聯(lián)立擬合的壓縮機(jī)模型，分析了CO2系統(tǒng)在不同工況下，排氣壓力、氣冷器單管長(zhǎng)度和并聯(lián)管程數(shù)對(duì)其性能的影響：給定氣冷器布局，最優(yōu)排氣壓力隨供水溫度上升而升高；給定工況下，氣冷器CO2出口溫度隨著排氣壓力升高而降低，而熱水流量和制熱量都會(huì)增加；不同工況下，當(dāng)排氣壓力低于最優(yōu)壓力時(shí)，管長(zhǎng)的增加對(duì)系統(tǒng)COP值增大的影響非常顯著；在供水溫度低于70℃時(shí)，并聯(lián)管程數(shù)的增加使系統(tǒng)的COP值增大，但高于70℃時(shí)，并聯(lián)管程數(shù)多的系統(tǒng)COP值反而更低。

高溫?zé)岜茫惶坠苁綒饫淦鳎环抡鎯?yōu)化；CO2

0 引言

由于CO2被認(rèn)為是CHC和HCHC類制冷劑的長(zhǎng)期替代制冷劑，因而，近些年來(lái)CO2技術(shù)在制冷、熱泵和空調(diào)等領(lǐng)域的應(yīng)用研究成為當(dāng)前的一個(gè)熱門課題[1]。在CO2跨臨界循環(huán)系統(tǒng)中，氣冷器的放熱過(guò)程存在較大的溫度滑移，能使水加熱到高于60℃以上的溫度，這種高溫CO2熱泵技術(shù)的開(kāi)發(fā)對(duì)于工業(yè)用鍋爐的替代具有重要意義[2,3]。套管式氣冷器已廣泛應(yīng)用于CO2系統(tǒng)中，并有不少文獻(xiàn)以數(shù)值仿真方法對(duì)CO2套管式氣冷器的換熱性能進(jìn)行了研究。Yu[4]建立了以Dang[5]換熱關(guān)聯(lián)式為基礎(chǔ)的仿真模型，并驗(yàn)證螺旋套管式氣冷器沿管長(zhǎng)方向溫度和壓力的分布與實(shí)驗(yàn)的吻合程度。……