二氧化碳水源熱泵空調器

1、二氧化碳水源熱泵空調器摘要摘要二氧化碳（CO2）作為制冷劑并以自來水為熱源的水源熱泵空調器已經被理論和實驗研究過。該系統(tǒng)適用于一些整年都需要制冷和熱自來水的國家，如印度尼西亞和新加坡。當來自系統(tǒng)的廢棄的熱量被重新利用時，在加熱過程中CO2獨特的跨臨界制冷循環(huán)特性可以改善二氧化碳空調系統(tǒng)。并討論一些影響聯(lián)合系統(tǒng)性的參數。關鍵詞：關鍵詞：水源熱泵空調器二氧化碳（CO2）；跨臨界制冷循環(huán)最佳壓力1、引言氟利昂時代后，自然制冷劑的使用已經吸引了

2、許多研究機構和相關公司.在一般常見的物質中，如空氣，氨，二氧化碳（CO2）或R744，烴類和水都可作為制冷劑，二氧化碳被用作制冷劑具有獨特的特點和幾乎滿足所有要求的特性。它具有對大氣臭氧層消耗的潛能值即ODP為0和全球變暖潛能值GWP可以忽略不計，傳熱系數高，極好的實用性，與制冷系統(tǒng)中的材料相容性較好，并且這些材料是相對廉價的，并且其中最重要的，無制冷劑市場的壟斷[1]。然而，有一個小的缺點。操作壓力高，大約相對于傳統(tǒng)制冷劑的八倍。這需

3、要完全新設計系統(tǒng)元件并且用當前生產條件和生產工藝可以生產出這些組件[2]。在跨臨界循環(huán)中，二氧化碳作為制冷劑的各種應用已經被研究，其中一些表現(xiàn)出很光明的應用前途，尤其是熱泵[3]。對在空調上的應用，CO2性能相當于R22或R134a[4]。二氧化碳的其他一些有趣的潛能是的能同時制冷和制熱。這種系統(tǒng)可以極大提高整體系統(tǒng)效率（冷負荷和熱負荷對壓縮機能耗比）由于它的跨臨界循環(huán)的性質，使它在恒溫能量吸收能量，并舍棄在變溫狀態(tài)的能量。這種類型的應

4、用適合于像印度尼西亞和新加坡這樣的熱帶地區(qū)的國家，那里一整年都需要制冷。在一個需要空調和熱水的建筑物中，利用空調系統(tǒng)中低品位的能量生產熱水可以節(jié)約能量。根據建筑物的特點和居住者文化生活習俗，從空調系統(tǒng)中回收的能量可能會相當高。在本文中，一種以自來水為熱源二氧化碳水源熱泵空調器2圖.2在不同的排氣壓力下的性能系數的變化圖.2還顯示具體制冷量隨著排氣壓力增大而增大。圖中存在一個臨界點，在這點之前具體的制冷量的增加速度是大于具體的壓縮機功率消

5、耗的增加速度，在臨界點之后，制冷量增加的速度將變慢。期間，壓縮機功率消耗的增大大致與排氣壓力成線性關系。因此，性能系數（COP）首先開始增大到臨界點后開始下降。在性能系數（COP）達到最大值時的壓力稱為最佳壓力。在正常情況下，跨臨界制冷循環(huán)應運行在最佳的壓力下。當在短時間內需要更多的冷卻效果時，如在溫度突然下降時期，可以犧牲性能系數（COP）讓排氣壓力超出最佳壓力而達到目的。3、把空調和自來水加熱結合起來跨臨界制冷循環(huán)對于加熱過程是一個

6、理想情況。在超臨界區(qū)域內放熱意味著傳熱過程在氣體冷卻器中發(fā)生在冷卻的情況下。二氧化碳的溫度將從排氣溫度到離開氣體冷卻器時的溫度一直持續(xù)下降。由于沒有冷凝過程，較高溫度的熱水可以被得到。高達90℃的熱水可以被很容易生產出來，然而供熱的性能系數（cop）仍然是很高的[3]。如果不是把傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)運行在非常低的供熱的性能系數（cop）下，如此高的熱水溫度是無法實現(xiàn)的。圖.3顯示了兩個放熱過程在使用CO2跨臨界制冷循環(huán)與使用R22的傳統(tǒng)制冷循