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液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力性能分析
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作者 谭鋆 丁若晨 +4 位作者 周晓宇 蔺新星 苏文 徐波 吴宏 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第4期1471-1480,共10页
为回收液冷数据中心余热并促进可再生能源下的绿色数据中心发展,本工作提出了一种液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力系统,并建立了相应的热力学模型,以评估不同工况下系统的热力性能。结果表明,在设计工况下... 为回收液冷数据中心余热并促进可再生能源下的绿色数据中心发展,本工作提出了一种液冷数据中心余热驱动的“热泵-跨临界CO_(2)发电”卡诺电池热力系统,并建立了相应的热力学模型,以评估不同工况下系统的热力性能。结果表明,在设计工况下,当储能容量为100 kW×5 h,热泵工质采用R245fa时,热泵COP可达5.23,基于热泵供热的发电效率达13.28%,卡诺电池的往返效率为67.64%。进一步,本工作研究了关键运行参数对系统性能的影响规律,发现系统的往返效率随热泵蒸发器过热度的增加而提升,随高低温水箱温度、发电循环泵出口压力和冷凝温度的增加而下降。其中,当发电循环的冷凝温度低于18℃时,系统的往返效率可超过100%。此外,本工作还对系统运行参数的敏感性进行了分析。结果表明,发电循环冷凝温度对系统往返效率的影响最显著。 展开更多
关键词 卡诺电池 临界CO_(2)发电 液冷数据中心 回收
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新能源车辆跨临界CO_(2)热泵空调系统主要性能提升方法对比
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作者 杨梦莹 丁静雯 +3 位作者 谢宏生 宋昱龙 曹锋 戴向阳 《制冷学报》 北大核心 2025年第2期28-37,共10页
为了提升新能源车辆跨临界CO_(2)热泵空调系统的性能,针对回热器、膨胀机、涡流管、喷射器和多蒸发温度补气5种技术方法,采用一维理论计算,在新能源车辆运行工况下得到各系统性能并进行对比。结果表明:采用不同性能提升方法的系统均需... 为了提升新能源车辆跨临界CO_(2)热泵空调系统的性能,针对回热器、膨胀机、涡流管、喷射器和多蒸发温度补气5种技术方法,采用一维理论计算,在新能源车辆运行工况下得到各系统性能并进行对比。结果表明:采用不同性能提升方法的系统均需考虑排气压力的优化,制冷模式下系统COP均得到一定程度提升。膨胀机在综合工况下具有最佳效果,喷射器在设计工况下表现良好,回热器在制冷模式下效果明显,涡流管和多蒸发温度补气全工况适应性较好。结果可为各个性能提升方法的实际工程应用提供一定参考,促进跨临界CO_(2)热泵空调系统的推广应用。 展开更多
关键词 新能源车辆 临界CO_(2) 空调系统 性能提升方法
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CO_2跨临界水——水热泵循环系统的实验研究 被引量:13
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作者 王侃宏 王景刚 +3 位作者 侯立泉 马一太 魏东 洪芳军 《暖通空调》 北大核心 2001年第3期1-4,共4页
在作者设计和建立的实验台上进行了CO2 跨临界水—水热泵多种工况的循环性能实验研究 ,系统运行稳定、调节方便。实验结果表明 ,系统运行时的最大制冷 (热 )系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度。CO2 跨临界循环热泵较之传统... 在作者设计和建立的实验台上进行了CO2 跨临界水—水热泵多种工况的循环性能实验研究 ,系统运行稳定、调节方便。实验结果表明 ,系统运行时的最大制冷 (热 )系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度。CO2 跨临界循环热泵较之传统工质热泵具有较大优势 ,尤其是在高温热泵领域。 展开更多
关键词 co2 临界循环 制冷 蒸发
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CO_2跨临界循环水源热泵变工况特性 被引量:9
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作者 马一太 王景刚 +2 位作者 魏东 查世彤 王侃宏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期157-161,共5页
对CO2 跨临界循环水源热泵的变工况运行特性进行了实验研究和理论分析 ,研究了外部热源条件和运行压力对系统性能的影响 ,根据实验数据拟合了CO2 压缩机的绝热效率公式 ,分析了气体冷却器和蒸发器的热交换完善程度以及对系统的运行动态... 对CO2 跨临界循环水源热泵的变工况运行特性进行了实验研究和理论分析 ,研究了外部热源条件和运行压力对系统性能的影响 ,根据实验数据拟合了CO2 压缩机的绝热效率公式 ,分析了气体冷却器和蒸发器的热交换完善程度以及对系统的运行动态特性的的影响 ,在实验研究的基础上 ,开展了CO2 跨临界循环水 -水热泵性能的理论分析 ,并探讨了运行调节的基本方法。 展开更多
关键词 水源 变工况 002临界循环
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两种跨临界CO_2热泵热水器系统循环性能实验研究 被引量:6
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作者 陈琪 佟杨 +3 位作者 李矛 朱治江 唐黎明 陈光明 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1903-1909,共7页
在自行研制的跨临界CO2热泵热水器实验台上,通过调节冷却水流量和节流阀开度设定实验工况,测试不加喷射器的跨临界CO2热泵系统(TRCS)与加喷射器的跨临界CO2热泵系统(TRCS-EJEC)的循环性能,并分析喷射器的工作性能。在测试工况内的结果表... 在自行研制的跨临界CO2热泵热水器实验台上,通过调节冷却水流量和节流阀开度设定实验工况,测试不加喷射器的跨临界CO2热泵系统(TRCS)与加喷射器的跨临界CO2热泵系统(TRCS-EJEC)的循环性能,并分析喷射器的工作性能。在测试工况内的结果表明,TRCS-EJEC的排气温度与压缩机压比都要比TRCS低,跨临界CO2热泵系统内加入喷射器后可以增大制热系数,TRCS-EJEC的制热系数比TRCS提高的幅度最大可达13.9%。喷射器的工作完善度越高,喷射器对系统性能提高的作用就越大,高效喷射器是跨临界CO2热泵热水器优化的一个重要因素。 展开更多
关键词 喷射器 co2 临界循环 喷射器效率 系统性能
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CO_2跨临界双级压缩采暖热泵理论分析 被引量:9
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作者 马一太 洪芳军 +1 位作者 王景刚 苏维诚 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期5-8,共4页
分析了制约 CO2 跨临界单级循环在采暖热泵中应用的主要因素 ;研究了双级压缩回热循环的可行性 ,对其在两种不同供水温度水平下的应用进行了理论计算和分析 ,并分别和锅炉供热以及 R1 34 a热泵进行了比较 .
关键词 采暖 热泵/co2跨临界循环 双级压缩
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CO_2跨临界循环水源热泵系统的试验研究 被引量:2
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作者 龚毅 梁志礼 +2 位作者 侯峰 王哲 宋英峰 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2011年第4期41-44,共4页
为研究CO2在热泵领域的应用,设计并搭建了CO2跨临界循环水源热泵系统试验台,研究系统在不同工况下运行的性能参数.试验结果表明:在水源温度为30℃,初始水温度为25℃,蒸发温度为10℃,终止水温度为60℃和65℃,蒸发器侧的水热源流量为0.6 m... 为研究CO2在热泵领域的应用,设计并搭建了CO2跨临界循环水源热泵系统试验台,研究系统在不同工况下运行的性能参数.试验结果表明:在水源温度为30℃,初始水温度为25℃,蒸发温度为10℃,终止水温度为60℃和65℃,蒸发器侧的水热源流量为0.6 m3/h条件下,系统COPH随着高压侧压力的升高,呈现出先升高后降低的趋势,最大COPH为4.4,与其相对应的高压侧压力为最优高压侧压力. 展开更多
关键词 co2临界循环 水源 系统
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新型槽式太阳能耦合CO_(2)跨临界朗肯循环发电系统性能研究
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作者 杨俊兰 李梦希 +2 位作者 韩一飞 王天宇 张凯钰 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期488-495,共8页
为研究太阳能热在朗肯循环发电系统中的利用,将双级压缩中间再热CO_(2)跨临界朗肯循环(DSRRC)、联合抽气回热/内回热CO_(2)跨临界朗肯循环(CRIRC)以及自冷凝CO_(2)跨临界朗肯循环系统(SCRC)分别与太阳能集热与储热子系统进行耦合,建立... 为研究太阳能热在朗肯循环发电系统中的利用,将双级压缩中间再热CO_(2)跨临界朗肯循环(DSRRC)、联合抽气回热/内回热CO_(2)跨临界朗肯循环(CRIRC)以及自冷凝CO_(2)跨临界朗肯循环系统(SCRC)分别与太阳能集热与储热子系统进行耦合,建立热力学模型,分析运行参数对发电系统热力性能的影响。结合该文系统及所给条件表明,3个系统在热效率最大处存在最优汽轮机入口压力,分别为15.0、21.5和23.0 MPa;3个系统的热效率和系统效率随着汽轮机入口温度的升高而不断增大;与CRIRC和SCRC相比,DSRRC的最大净输出功率随汽轮机入口压力的增加分别提高了34.0%和68.5%;分流比从0.1增加至0.5会使DSRRC的净输出功率较CRIRC和SCRC分别提高35.4%和72.0%。 展开更多
关键词 太阳能 力学分析 CO_(2)临界循环 朗肯循环
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燃气机驱动CO_2跨临界循环热泵系统
9
作者 管海清 马一太 +1 位作者 刘圣春 杨俊兰 《制冷与空调》 2004年第5期20-23,31,共5页
以天然气为能源 ,以CO2 为工质的燃气机驱动CO2 跨临界循环热泵系统可以最大限度地降低总有效温室效应指数 ,提高一次能源利用率 ,减小对环境的污染 ,而且其运行费用也低于普通电动热泵 。
关键词 燃气机 系统 co2临界循环 运行费用 驱动 电动 通电 工质 降低
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利用准二级循环提高跨临界CO_2热泵热水器性能
10
作者 朱兴旺 仇富强 +1 位作者 龚毅 张朝晖 《太阳能》 2008年第3期36-38,共3页
提出了一种全新的应用于热泵热水器的准二级跨临界CO_2热泵循环。经分析此循环可以有效降低压缩机的排气温度,提高热泵热水器的制热效率。这种热泵热水器尤其适用于寒冷地区。
关键词 水器 准二级临界co2循环 排气温度 效率
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跨临界CO_(2)制冷系统在深部矿井热害防治中的应用分析
11
作者 马炳辉 陶奕淳 《凿岩机械气动工具》 2025年第4期179-181,共3页
目前,热害问题已成为制约深部资源开发的关键因素之一。文章系统分析了深部矿井热害的形成机制及其对开采效率、安全生产和矿工健康的严重影响,创新性地提出了跨临界CO_(2)制冷技术解决方案。该技术凭借其环保特性、高效制冷能力和系统... 目前,热害问题已成为制约深部资源开发的关键因素之一。文章系统分析了深部矿井热害的形成机制及其对开采效率、安全生产和矿工健康的严重影响,创新性地提出了跨临界CO_(2)制冷技术解决方案。该技术凭借其环保特性、高效制冷能力和系统紧凑等优势,为深部矿井热害防治提供了新的思路。文章详细阐述了CO_(2)制冷技术的基本原理和发展现状,通过分析深部矿井热害防治中不同制冷系统的应用问题,着重分析了CO_(2)制冷系统的应用优势,为深部矿产资源的安全、高效开发提供了重要的技术参考。 展开更多
关键词 深部矿井 临界CO_(2)技术 制冷效率 制冷系统
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跨临界CO_(2)热泵空间应用研究展望 被引量:1
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作者 牛子天 付振东 +3 位作者 苗建印 杨琦 吴琪 杨乐 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期23-33,共11页
随着中国深空探测事业的发展,建立月球基地成为未来载人航天活动的趋势,采用基于跨临界CO_(2)热泵的热控系统可以实现高效散热,具备降低辐射器面积和热控系统重量的应用潜力。对跨临界CO_(2)热泵空间应用具备的优势进行了总结,包括实现... 随着中国深空探测事业的发展,建立月球基地成为未来载人航天活动的趋势,采用基于跨临界CO_(2)热泵的热控系统可以实现高效散热,具备降低辐射器面积和热控系统重量的应用潜力。对跨临界CO_(2)热泵空间应用具备的优势进行了总结,包括实现辐射器高效散热、热泵系统更高性能系数、压缩机体积更小等。同时指出了跨临界CO_(2)热泵空间应用存在的难题,包括现有热力学模型无法适应空间应用、热泵在低/微重力下油气分离效率低等。基于现存的难题,提出了未来的研究重点,以指导跨临界CO_(2)热泵的后续研究及空间应用。 展开更多
关键词 临界CO_(2) 月球基地 COP 航天器控制 油气分离 低/微重力
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制热工况下跨临界CO_(2)热泵最优排气压力的影响因素研究
13
作者 武中凯 郑泽灿 +3 位作者 宋昱龙 曹锋 毕菲菲 费继友 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期105-113,共9页
最优排气压力是影响跨临界CO_(2)热泵性能最重要的因素。为研究最优排气压力存在原因及其影响参数,并揭示各参数对最优排气压力的影响机理,基于传热夹点理论对最优排气压力进行了理论分析。利用AMESim软件搭建了考虑气体冷却器内部传热... 最优排气压力是影响跨临界CO_(2)热泵性能最重要的因素。为研究最优排气压力存在原因及其影响参数,并揭示各参数对最优排气压力的影响机理,基于传热夹点理论对最优排气压力进行了理论分析。利用AMESim软件搭建了考虑气体冷却器内部传热夹点的跨临界CO_(2)热泵模型进行仿真计算,在进水温度为10~40℃、出水温度为60~90℃、环境温度为-30~25℃的宽工况内定量研究了进水温度、出水温度、环境温度及回热率对热泵系统最优排气压力的影响。研究结果表明:进水温度越低、出水温度越低、环境温度越低,均会导致传热夹点向气体冷却器出口移动,从而使系统的最优排气压力减小;同时,采用回热方式也能够将传热夹点进一步向气体冷却器出口推移,从而减小最优排气压力。研究结果证实传热夹点的位置对于系统最优排气压力的取值具有重要影响,因此基于传热夹点的分析与设计方法具有更强的适用性,可为热泵供暖、车辆热管理等用途中CO_(2)热泵系统的设计和性能优化提供理论与工程基础。 展开更多
关键词 临界CO_(2) 最优排气压力 夹点
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跨临界CO_(2)热泵系统最优风量实验研究
14
作者 李霖峰 刘业凤 +1 位作者 刘帅 罗勇辉 《暖通空调》 2024年第9期93-98,86,共7页
为探究在压缩机固定转速下风量对跨临界CO_(2)循环系统性能的影响,以及确定使系统达到最大COP的最优风量,搭建了跨临界CO_(2)热泵系统实验台。研究了室内、外风量对系统制热性能的影响,并总结出确定最优风量的方法。结果表明:跨临界CO_... 为探究在压缩机固定转速下风量对跨临界CO_(2)循环系统性能的影响,以及确定使系统达到最大COP的最优风量,搭建了跨临界CO_(2)热泵系统实验台。研究了室内、外风量对系统制热性能的影响,并总结出确定最优风量的方法。结果表明:跨临界CO_(2)热泵系统在制热模式下运行,当室内风量固定时,随着室外风量的增大,排气压力与室内出风温度均呈现出先升高后趋于平稳,系统制热COP随着室外风量的增大存在一个最优值;为准确预测最优室外风量,引入最优排气压力偏离度σ和参数变化率δ作为最优室外风量的判断依据,当σ=0.48%,δ=1.4%时,系统处于最优室外风量,即对应系统在最大的COP下运行。经过实验验证,最优室外风量预测值误差在5%以内,该方法具有较高的准确性。 展开更多
关键词 临界CO_(2)循环 最优风量 排气压力 COP 最优排气压力偏离度 参数变化率
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带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统的实验研究 被引量:18
15
作者 徐肖肖 陈光明 +2 位作者 唐黎明 梁利霞 朱治江 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期51-55,共5页
设计了一套带喷射器的跨临界CO2热泵热水器系统实验平台,开发了相应的计算机测控系统.进行了改变冷却水体积流量和进口温度对系统性能影响的实验研究,分析了制热系数、制热量、压比、喷射系数、升压比、喷射器效率等参数的变化趋势.实... 设计了一套带喷射器的跨临界CO2热泵热水器系统实验平台,开发了相应的计算机测控系统.进行了改变冷却水体积流量和进口温度对系统性能影响的实验研究,分析了制热系数、制热量、压比、喷射系数、升压比、喷射器效率等参数的变化趋势.实验结果表明:随着冷却水体积流量减小或进口温度增加,喷射系数增加的同时,升压比也增加,而喷射器效率却降低;在测试工况范围内喷射器效率最高达到34%,升压比最高达到1.165;在蒸发温度为-5℃时,制热系数达到3左右.带喷射器的跨临界CO2热泵热水器循环的压缩机压比与传统循环相比减少了12%~14%,喷射器的引入有效地提高了跨临界CO2热泵热水器循环的效率. 展开更多
关键词 喷射器 co2 临界循环 喷射器效率
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CO_2跨临界低温地热源水—水热泵的实验研究 被引量:10
16
作者 马一太 李丽新 +1 位作者 刘圣春 王侃宏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期414-417,共4页
研究用CO2 跨临界循环热泵系统开发低温地热资源 ,详细介绍了CO2 跨临界循环热泵系统的运行机理、装置特点、热源选取。通过低温地热源的模拟实验 ,给出实验最优工况的调节方法 ,这对开发应用CO2
关键词 临界循环 中低温地 二氧化碳
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跨临界CO_2热泵热水器的性能 被引量:5
17
作者 金东旭 小山繁 +1 位作者 薛隽 高田信夫 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期680-684,共5页
为了研究跨临界CO2热泵热水器制冷剂充注量对制热系数的影响,通过调节变频压缩机频率与电子膨胀阀脉冲,在制热量与压缩机入口过热度一定的条件下,对制热系数、压缩比、吸气和排气压力等与制冷剂充注量的关系进行了实验研究.结果表明:随... 为了研究跨临界CO2热泵热水器制冷剂充注量对制热系数的影响,通过调节变频压缩机频率与电子膨胀阀脉冲,在制热量与压缩机入口过热度一定的条件下,对制热系数、压缩比、吸气和排气压力等与制冷剂充注量的关系进行了实验研究.结果表明:随着制冷剂充注量的增加,压缩机的排气压力上升,气体冷却器出口制冷剂的温度下降;随着蒸发器中热源水入口温度的上升,吸气压力上升,压缩比和排气温度下降;最大制热系数随热源水入口温度的上升而增大.当热源水入口温度为15℃且压缩机入口过热度为5℃时,系统的最大制热系数为3.25,最佳制冷剂充注量为1.7 kg. 展开更多
关键词 co2 制冷剂 临界循环 性能
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跨临界CO_2热泵系统最优排气压力的极值搜索控制 被引量:10
18
作者 胡斌 李耀宇 +1 位作者 曹锋 邢子文 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期81-87,共7页
ESC控制策略可以自动搜索性能指标最佳时系统所对应未知的或缓慢变化的系统输入,实际为一种基于梯度信号调制解调的动态搜索方法。本文针对空气源跨临界CO_2热泵热水器系统,选取压缩机排气压力设定值作为ESC控制器的输入,采用COP作为系... ESC控制策略可以自动搜索性能指标最佳时系统所对应未知的或缓慢变化的系统输入,实际为一种基于梯度信号调制解调的动态搜索方法。本文针对空气源跨临界CO_2热泵热水器系统,选取压缩机排气压力设定值作为ESC控制器的输入,采用COP作为系统性能的输出指标,即极值搜索控制的反馈信号。通过搭建空气源跨临界CO_2热泵热水器的动态模型仿真平台,针对恒定工况,变环境温度条件和实时温度条件分别进行了模拟仿真。仿真结果表明,ESC可以搜索恒定或者系统边界变化时最佳的系统输入值,ESC控制的最优排气压力稳态误差在1.0%以内,与基于模型的控制结果相比,最优排气压力的控制偏差也在5%以内,验证了ESC控制策略的可行性和准确性。 展开更多
关键词 临界co2 最优排气压力 极值搜索控制 性能系数
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CO_2跨临界循环与传统制冷循环的热力学分析 被引量:12
19
作者 马一太 杨俊兰 +1 位作者 刘圣春 管海清 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期836-841,共6页
以热力学第二定律和卡诺定理为基础,提出了一种新的热力学分析方法-当量温度法,并以此为基准对各种制冷循环进行了分析。与传统分析方法相比,当量温度法可以得出更加公正、合理的结论。
关键词 co2临界循环 蒸气压缩制冷循环 当量温度 力学分析
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CO_2跨临界两级压缩制冷循环热力学分析 被引量:18
20
作者 刘军朴 陈江平 陈芝久 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1393-1395,1400,共4页
采用热力学方法对 CO2 跨临界两级制冷循环性能进行了分析 ,并与单级系统进行了对比 .结果表明 ,采用两级压缩可提高 CO2 循环的 COP,相同工作条件下 ,两级压缩与单级压缩系统相比 ,其 COP可提高 5 %左右 ;一定的蒸发温度下 ,CO2 循环... 采用热力学方法对 CO2 跨临界两级制冷循环性能进行了分析 ,并与单级系统进行了对比 .结果表明 ,采用两级压缩可提高 CO2 循环的 COP,相同工作条件下 ,两级压缩与单级压缩系统相比 ,其 COP可提高 5 %左右 ;一定的蒸发温度下 ,CO2 循环的最佳冷却压力在 9.0 MPa左右 ;采用回热器在循环最佳冷却压力以下可大幅度提高系统性能 ,超过最佳冷却压力以后 ,对系统的改善很小 ;相同压缩终了压力下 ,两级压缩的排气温度可比单级压缩低 1 8  展开更多
关键词 co2临界两级压缩制冷循环 力学 蒸发温度 最佳冷却压力 排气温度
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