ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.
сфера применения
ВВЕДЕНИЕ Недавно было показано, что природный жидкий CO2 является многообещающей альтернативой, особенно в тепловых насосах, благодаря плавному отводу тепла в газовом охладителе и различным преимуществам, связанным с производительностью. Некоторые из текущих теоретических и экспериментальных исследований по нескольким применениям тепловых насосов в транскритическом цикле CO2 были представлены Neksa (2002) и Kim et al. (2004). Некса и др. (1998) и Уайт и др. (2002) экспериментально исследовали влияние давления нагнетания, температуры воды на входе и выходе на характеристики водонагревателя с тепловым насосом CO2. Хван и др. (1999) экспериментально показали, что фактический цикл CO2 работает аналогично циклу R22, когда для обоих хладагентов используется одинаковый внешний объем теплообменника. Яррал и др. (1999) экспериментально исследовали влияние давления нагнетания на производительность теплового насоса CO2 для одновременного производства холода и нагрева воды до 90°C для пищевой промышленности. Адриансия (2004) экспериментально изучил влияние давления нагнетания компрессора при одновременном кондиционировании воздуха и нагреве воды. Стене (2005) представил влияние температуры воды на входе на производительность теплового насоса CO2 при сочетании отопления помещений и воды. Чо и др. (2005) изучили производительность теплового насоса CO2, варьируя количество заправки хладагента при стандартных условиях охлаждения, чтобы показать важность заправки хладагента для достижения более высокой производительности. Ким и др. (2005) провели экспериментальное исследование теплового насоса CO2, чтобы изучить влияние внутреннего теплообменника, использующего воду в качестве вторичной жидкости для обеих сторон, уделяя особое внимание только нагреву. Саркар и др. (2006) численно исследовали влияние температуры воды на входе, скорости компрессора и запаса теплообменника на оптимальную производительность при одновременном водяном охлаждении и нагреве. Йокояма (2007) экспериментально изучил влияние температуры окружающей среды на производительность системы нагрева воды с тепловым насосом CO2. Кабельо и др. (2008) экспериментально оценили влияние рабочих температур на оптимальное давление газоохладителя холодильной установки, работающей на CO2, и показали, что Sarkar et al. (2004) корреляция лучше всего соответствует данным испытаний оптимального давления газоохладителя. Однако в открытой литературе не сообщалось о влиянии массового расхода воды на поведение теплового насоса. В настоящем исследовании представлены результаты моделирования и экспериментов на рабочем прототипе системы транскритического теплового насоса CO2 для одновременного охлаждения и нагрева воды. Холодо- и теплопроизводительность системы COP и температуры воды на выходе были исследованы для различных массовых расходов воды и температур воды на входе как в испаритель, так и в газоохладитель. Также представлены сравнения результатов моделирования и экспериментов.