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带喷射器的跨临界CO_(2)热泵系统动态特性研究
1
作者 徐肖肖 何智梅 +2 位作者 郝云樱 张申 骆名文 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第9期914-922,共9页
带喷射器的跨临界CO_(2)热泵循环系统由两个耦合子循环组成,具有高度非线性特性,且喷射器对工况变化敏感,独特的热力学行为导致该系统动态响应较为复杂.针对上述问题,建立带喷射器的跨临界CO_(2)热泵系统的动态模型,模型中换热器采用有... 带喷射器的跨临界CO_(2)热泵循环系统由两个耦合子循环组成,具有高度非线性特性,且喷射器对工况变化敏感,独特的热力学行为导致该系统动态响应较为复杂.针对上述问题,建立带喷射器的跨临界CO_(2)热泵系统的动态模型,模型中换热器采用有限体积法构建空间离散化模型,喷射器采用基于实际气体的计算模型.并对该动态模型进行了验证,稳定后的模拟结果与实验数据基本吻合,其误差小于5%.通过MATLAB/Simulink求解计算,研究了内部参数(蒸发温度)及外部参数(冷却水流量)阶跃变化扰动下的系统各参数的动态响应.结果表明,相较于外部参数变化引起的动态响应,系统对内部参数的变化更为敏感,且响应初期系统压力出现逆向响应现象.当内部参数蒸发温度降低时喷射系数快速降低后达到稳定,升压比在蒸发温度较低时波动较大,随着蒸发温度提高,波动较小.蒸发温度从-0.45℃降至-4.80℃,喷射系数较初始工况降幅可达45.95%.而外部参数(冷却水流量)阶跃变化扰动对系统的制热系数(COPh)影响更为明显,当外部参数(冷却水流量)增加时,系统压力均下降,喷射系数总体呈下降趋势,系统制热系数增加.冷却水流量从3.3 L/min增至4.6 L/min时,系统制热系数增幅达13.86%.系统各部分耦合作用强烈,在相同操作工况下模型趋于稳定后的结果与实验结果的趋势一致,为改进带喷射器的跨临界CO_(2)热泵系统控制策略、增强系统稳定性奠定基础. 展开更多
关键词 喷射器 co_(2) 跨临界热泵循环 动态特性
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跨临界CO_(2)制冷热泵系统理论研究及应用现状
2
作者 舒歌群 王琦 田华 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第9期886-903,共18页
CO_(2)作为大自然存在的物质,在制冷热泵系统中扮演绿色、低成本工质的角色,跨临界CO_(2)系统具有节能潜力高、冷热联供性能出色、安全和变工况适应性强等优势而受到广泛关注,是引领未来制冷热泵领域发展的重要技术之一.本文总结了跨临... CO_(2)作为大自然存在的物质,在制冷热泵系统中扮演绿色、低成本工质的角色,跨临界CO_(2)系统具有节能潜力高、冷热联供性能出色、安全和变工况适应性强等优势而受到广泛关注,是引领未来制冷热泵领域发展的重要技术之一.本文总结了跨临界CO_(2)制冷热泵系统在热力学分析方法、系统动态仿真及实际应用3方面的研究现状,重点分析了循环构型优化的能效提升方案、系统动态控制策略及应用案例.介绍了提升系统能效的关键热力过程优化方法,针对节流、压缩和换热过程,对比了增设引射器、双级/平行压缩机、双温蒸发等提效方案,系统性能系数(COP)提升率为2.8%~63.7%,跨临界CO_(2)冷热联供系统综合COP最高达7.22,可广泛应用于建筑、食品加工等大温差冷热需求场景,但需要考虑系统的经济性.目前跨临界CO_(2)冷热联供系统已有应用案例,随着复杂构型的使用,系统动态控制难度提升显著,跨临界CO_(2)系统应用的优化方法正在向实时算法转变.因此,与储能、清洁能源等结合使用并辅以人工智能控制技术是跨临界CO_(2)系统的主要发展方向. 展开更多
关键词 co_(2) 跨临界系统 部件 动态控制 应用
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恒温运输车跨临界CO_(2)制冷热泵系统性能研究
3
作者 杨梦莹 宋昱龙 +1 位作者 王守国 曹锋 《流体机械》 北大核心 2025年第3期26-35,共10页
为了探究CO_(2)应用在轨道运输车辆热管理上的可行性,基于多物理仿真平台搭建了恒温运输车辆用跨临界CO_(2)制冷热泵系统,并通过试验验证了仿真结果,同时进一步对变工况下系统的排气压力和充注量进行了研究。结果表明,最优排气压力随着... 为了探究CO_(2)应用在轨道运输车辆热管理上的可行性,基于多物理仿真平台搭建了恒温运输车辆用跨临界CO_(2)制冷热泵系统,并通过试验验证了仿真结果,同时进一步对变工况下系统的排气压力和充注量进行了研究。结果表明,最优排气压力随着环境温度和室内换热器进风温度的升高而升高,本研究通过数据模拟的方法提出了以环境温度和进风温度为自变量的最优排气压力预测关联式;环境温度及进风温度均对系统的制冷剂充注量范围具有显著影响,全工况范围内系统的适充范围为3.2~6.1 kg;经合理设计和优化的恒温运输车辆跨临界CO_(2)制冷热泵系统,在宽温域工况范围内具有优异的性能,特别是在制热模式下,系统COP均达到3.2以上;优化后的恒温运输车热控系统在300 000 s内仅启停2次,实现了良好的动态温控响应。研究结果可为跨临界CO_(2)热管理技术在恒温运输车辆领域的推广提供理论依据。 展开更多
关键词 跨临界co_(2)系统 恒温运输车 排气压力随机预测 充注量综合优化
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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
4
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 跨临界co_(2) 热泵空调系统 性能提升方法
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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 被引量：1
5
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 热力学分析 co_(2)跨临界循环 朗肯循环
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换热器结构对高速动车跨临界CO_(2)热泵空调系统性能的影响
6
作者 谢宏生 白刚 +2 位作者 杨梦莹 宋昱龙 曹锋 《制冷学报》 北大核心 2025年第4期36-43,共8页
为研究高速动车上跨临界CO_(2)热泵空调系统中换热器结构对系统性能、整体功耗的影响,以达到提升性能、减少功耗的目的,基于AMEsim仿真平台搭建了数值仿真模型。结果表明:在高速动车热泵空调系统中,气体冷却器结构对系统性能的影响大于... 为研究高速动车上跨临界CO_(2)热泵空调系统中换热器结构对系统性能、整体功耗的影响,以达到提升性能、减少功耗的目的,基于AMEsim仿真平台搭建了数值仿真模型。结果表明:在高速动车热泵空调系统中,气体冷却器结构对系统性能的影响大于蒸发器结构对系统性能的影响;而在换热器的结构选择上,制冷模式下室外换热器采用逆流、室内换热器采用顺流(对应制热模式下采用室外换热器顺流,室内换热器逆流)的结构为最优结构,其在额定制冷工况35℃下,比室外换热器顺流布置时的COP提升20.38%,额定制热工况7℃下,比室内换热器顺流布置时的COP提升68.04%。综合考虑逆流程度和风机功耗,在“充分换热状态”,系统COP会随着逆流程度的增大而升高,在“风量过小状态”,系统COP会随着逆流程度的增大而减小。 展开更多
关键词 跨临界co_(2)热泵空调 高速动车 换热器顺逆流 最优结构
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带喷射器的跨临界CO_(2)系统在大型冷库中的应用
7
作者 赖坤 田健 《制冷学报》 北大核心 2025年第2期162-170,共9页
大型冷库在经济发展中具有重要作用,其能耗和环境影响巨大。为了推动冷库的绿色低碳高效发展,主要以制冷剂替代和制冷系统优化为出发点,研究带喷射器的跨临界CO_(2)系统在大型冷库中的应用。基于大型冷库的应用场景,综合考虑不同温区的... 大型冷库在经济发展中具有重要作用,其能耗和环境影响巨大。为了推动冷库的绿色低碳高效发展,主要以制冷剂替代和制冷系统优化为出发点,研究带喷射器的跨临界CO_(2)系统在大型冷库中的应用。基于大型冷库的应用场景,综合考虑不同温区的负荷需求以及不同的气象条件,通过全年逐时能耗分析,获得了带喷射器跨临界CO_(2)系统在特定运行条件下的性能表现和能耗特性。集成了特定优化设计喷射器的CO_(2)跨临界系统,对低温冷库(-32℃)、中温冷库(-8℃)和高温冷库(0℃)的大型冷库,在所有4个城市中的系统COP均优于R507A系统,但要在寒冷气候区域才能对R717系统显示出性能优势,在低温、中温和高温冷库中系统COP最高值分别为2.45、4.86、5.98;考虑系统全年能耗,在北京CO_(2)跨临界系统应用于低温、中温和高温冷库,相对于R507A系统分别可实现7.9%、10.1%和10.5%的节能效果,R717系统用于低温冷库的节能率略高于CO_(2)系统;但对中高温冷库,CO_(2)系统的优势更加明显;不同气候区域对CO_(2)跨临界系统的能耗分布也有影响,CO_(2)系统在寒冷气候区域的节能效率可达9.3%,优于R717系统;而在炎热气候区域,其节能效率降至2.8%,略低于R717,因此,合理选用温区和气候区域,CO_(2)跨临界系统的整体运行效率和节能性能可优于R717系统。对比分析了带喷射器跨临界CO_(2)系统的能耗分布规律,指出其在不同应用场景下的适用性,为该系统的推广应用提供了重要参考,对实现“双碳”目标具有重要意义。 展开更多
关键词 co_(2)跨临界系统 喷射器 冷库 节能 碳减排
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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 被引量：1
8
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 热泵 跨临界co_(2)发电 液冷数据中心 余热回收
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U型弯管对超临界CO_(2)跨类临界换热的影响分析
9
作者 闫晨帅 张炎 +3 位作者 张鑫奕 王维雪 陈奇成 赵亚莹 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5402-5412,I0006,共12页
U型弯管是换热器常用换热通道形式之一,但超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),S-CO_(2))在U型管内的流动换热特性及机制尚未得到充分研究。该文采用数值方法重点探究S-CO_(2)在垂直倒U型弯管内流动换热特性及规律。基于S-CO_(2)跨越... U型弯管是换热器常用换热通道形式之一,但超临界二氧化碳(supercritical CO_(2),S-CO_(2))在U型管内的流动换热特性及机制尚未得到充分研究。该文采用数值方法重点探究S-CO_(2)在垂直倒U型弯管内流动换热特性及规律。基于S-CO_(2)跨越类临界温度发生类气-类液转换假设,阐述U型管内S-CO_(2)跨类临界传热行为的机理,讨论S-CO_(2)在U型管与垂直圆管内产生传热差异的原因。结果表明,相对于垂直圆管,U型管段具有强化S-CO_(2)传热的效应,但其壁温沿周向呈不均匀分布。此外,U型弯管段横截面内类液相受离心力作用偏离中心区域并迁移至弯管顶部,类气相则汇聚于底部,且流动参数与垂直圆管呈现显著差异,以上因素共同决定了U型管内S-CO_(2)换热特性及壁温分布特点。该文结果对采用U型换热管的S-CO_(2)换热器设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 超临界co_(2) 跨类临界 传热 U型管 数值模拟
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跨临界CO_(2)循环系统控制优化策略的研究进展 被引量：3
10
作者 王定标 段鸿鑫 +3 位作者 王光辉 申奥奇 刘鹤羽 秦翔 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期1-11,共11页
控制策略作为跨临界CO_(2)循环系统的重要组成部分,是保证系统高效节能运行的关键。介绍了系统最优排气压力经验计算和泊金汉π定理的反馈控制、基于梯度追踪和极值寻优的实时在线控制以及基于神经网络的预测控制等,详细分析了系统控制... 控制策略作为跨临界CO_(2)循环系统的重要组成部分,是保证系统高效节能运行的关键。介绍了系统最优排气压力经验计算和泊金汉π定理的反馈控制、基于梯度追踪和极值寻优的实时在线控制以及基于神经网络的预测控制等,详细分析了系统控制策略的发展历程和未来发展趋势,并总结如下:离线控制建立简单、成本低,但易受到环境因素和系统部件变化的影响而导致控制性能降低;实时在线控制策略可以实时追踪系统最大能源效率对应的排气压力,但由于寻优过程费时较长,导致控制系统的收敛时间过长;模型预测控制系统可以实现实时优化和快速收敛,有着良好的发展前景。结合新能源汽车、建筑供暖、轨道交通、商超冷藏、军工等实际场景对跨临界CO_(2)循环系统控制策略的应用特点和未来发展趋势进行分析,进一步说明了提高控制策略的适用性是未来研究的重要方向,并分析将广义预测控制、强化学习等具有自适应属性的方法应用于跨临界CO_(2)循环系统控制策略的可行性,同时探讨了开发适用于大规模循环系统和储能系统控制策略在我国“双碳”背景下的重要意义。 展开更多
关键词 跨临界 co_(2)循环系统 优化 控制策略 预测控制
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风量对跨临界CO_(2)驻车空调系统性能的影响 被引量：1
11
作者 刘业凤 李梦迪 +1 位作者 刘帅 张华 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期84-89,共6页
为研究风量变化对跨临界CO_(2)驻车空调系统性能的影响,控制室内外风量在最优风量以降低总能耗,获得最高的能效比。通过搭建系统样机,在焓差室测试其性能并研究风量对系统性能的影响。结果表明:样机在名义制冷工况下,取系统理想制冷性... 为研究风量变化对跨临界CO_(2)驻车空调系统性能的影响,控制室内外风量在最优风量以降低总能耗,获得最高的能效比。通过搭建系统样机,在焓差室测试其性能并研究风量对系统性能的影响。结果表明:样机在名义制冷工况下,取系统理想制冷性能系数C_(OP)最大时对应的排气压力为最优排气压力(9 MPa)。在最优排气压力下探究风量的影响。室内风量固定时,随着室外风量的增加,排气温度先快速下降后趋于稳定。室外风量固定时,排气温度与室内风量的关系取决于室外风量的大小,当室外风量低于1500 m^(3)/h时,排气温度随着室内风量的增加而增加;当室外风量高于1500 m^(3)/h时,排气温度随着室内风量的增加呈现先减小后增大的趋势,且在室内风量为300 m^(3)/h时排气温度达到最小值。室内、外风量增加时,系统制冷量先增加后降低,总功耗先降低后升高,系统C_(OP)呈现先上升后下降的趋势。最优风量为室内风量300 m^(3)/h,室外风量1750 m^(3)/h,此时系统C_(OP)达到最大2.26,为跨临界CO_(2)驻车空调系统的设计与安全高效运行提供参考。 展开更多
关键词 驻车空调 co_(2)跨临界循环 最优风量 制热性能系数
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带喷射器的低温跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统性能 被引量：2
12
作者 傅兵 张良 +2 位作者 叶方平 焦兴蓉 杨玉麒 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期124-130,共7页
针对低蒸发温度下跨临界CO_(2)制冷系统实验研究较少的现状,设计搭建了带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷实验台,在蒸发温度为-33~-29℃,气冷器出口温度为30~40℃,高压压力为8.20~9.70 MPa的实验工况下研究制冷系统的性能变化,并将实... 针对低蒸发温度下跨临界CO_(2)制冷系统实验研究较少的现状,设计搭建了带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷实验台,在蒸发温度为-33~-29℃,气冷器出口温度为30~40℃,高压压力为8.20~9.70 MPa的实验工况下研究制冷系统的性能变化,并将实验结果与理论计算结果进行对比。研究结果表明:实验结果与理论热力学计算结果变化趋势一致,喷射器的应用可显著提升跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的性能,其对制冷系统COP的最大提升率可达29.37%;在实验工况下,带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的最优高压压力为8.80 MPa,对应的最优COP为1.63;带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的制冷量和COP随蒸发温度的升高而增大;气冷器出口温度对制冷系统的性能影响显著,随着气冷器出口温度从30℃升至40℃,制冷系统的COP降低61.4%。这些研究成果可为带喷射器的跨临界CO_(2)两级压缩制冷系统的研究提供参考。 展开更多
关键词 跨临界两级压缩 喷射器 低蒸发温度 co_(2) 制冷性能
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车用跨临界CO_(2)空调系统变工况㶲分析
13
作者 戴春江 李帅旗 +3 位作者 李江峰 吕杰 宋文吉 冯自平 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第4期388-399,共12页
为了确定影响车用跨临界CO_(2)空调系统性能的因素,构建了车用跨临界CO_(2)空调系统的仿真模型,并利用仿真数据对系统及各部件进行了热力学分析。研究了不同的压缩机转速、气体冷却器进风风速、气体冷却器进风温度、蒸发器进风量和蒸发... 为了确定影响车用跨临界CO_(2)空调系统性能的因素,构建了车用跨临界CO_(2)空调系统的仿真模型,并利用仿真数据对系统及各部件进行了热力学分析。研究了不同的压缩机转速、气体冷却器进风风速、气体冷却器进风温度、蒸发器进风量和蒸发器进风温度对系统㶲损、㶲效率和各部件相对㶲损的影响。结果表明:在所研究的工况范围内,压缩机转速、气体冷却器进风风速和温度对系统㶲损影响较大;系统最大的㶲损来自膨胀阀,在各工况下平均占系统总㶲损的36.54%,其次分别是气体冷却器、压缩机和蒸发器,分别占系统总㶲损的24.24%、20.47%和18.81%;系统的总㶲损随压缩机转速增加和气体冷却器进风温度升高而增大,随气体冷却器进风风速增加和蒸发器进风温度升高而减小,随蒸发器进风风速的增加先减后增;系统的㶲效率随压缩机转速增加和蒸发器进风温度升高而降低,随气体冷却器进风风速增加和风温的升高而升高,随蒸发器进风风速先增后减。 展开更多
关键词 跨临界co_(2) 车用空调 㶲损 㶲效率
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CO_(2)跨临界制冷系统新型分布式压缩循环研究
14
作者 吕亚亚 马国远 王磊 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期94-100,共7页
为了对CO_(2)跨临界蒸气压缩循环进行高效冷却并提升系统性能,提出分布式压缩循环系统(distributed compression cycle system,DCCS)。在DCCS中,气冷器出口的超临界CO_(2)不再被进一步过冷而是进行二次增压,并在常规热汇条件下进行放热... 为了对CO_(2)跨临界蒸气压缩循环进行高效冷却并提升系统性能,提出分布式压缩循环系统(distributed compression cycle system,DCCS)。在DCCS中,气冷器出口的超临界CO_(2)不再被进一步过冷而是进行二次增压,并在常规热汇条件下进行放热冷却。通过热力学计算DCCS在不同工况下的性能随二次增压比变化情况。结果表明:相对于基础系统,DCCS可有效提升系统性能,在气冷器出口温度不变时,最大制冷COP增幅在8.2%~10.76%之间,制冷量的增幅最高可达约26%。在蒸发温度不变时,最大制冷COP增幅在8.57%~13.51%之间。DCCS中理想的二次增压比要求并不高,且对于二次增压所增加的系统功耗相对于基础系统不会超过20%。相对于目前仅采取单一过冷技术的系统,DCCS在系统性能系数上仍具有优势。DCCS的提出为跨临界CO_(2)蒸气压缩循环系统的性能提升与完善提供了全新的方向。 展开更多
关键词 分布式压缩 co_(2) 跨临界 当量过冷 制冷循环
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跨临界CO_(2)内部过冷增压制冷系统性能评价 被引量：1
15
作者 杨俊兰 陈丹丹 +1 位作者 殷明 詹宇航 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第8期83-91,共9页
为了改善商超用CO_(2)制冷系统的性能,提出跨临界CO_(2)内部过冷增压制冷(TCISS)系统,对比了该系统与3种不同CO_(2)增压制冷循环的性能,并通过已有试验数据对其仿真模拟结果进行了验证。为详细分析该系统的现实应用性能,进一步建立经济... 为了改善商超用CO_(2)制冷系统的性能,提出跨临界CO_(2)内部过冷增压制冷(TCISS)系统,对比了该系统与3种不同CO_(2)增压制冷循环的性能,并通过已有试验数据对其仿真模拟结果进行了验证。为详细分析该系统的现实应用性能,进一步建立经济性和环保性模型,并与R134a/CO_(2)复叠制冷(RCOS)系统进行比较,以哈尔滨、北京、南京、广州城市为例,分析2种系统在不同气候区域的性能。结果表明:当高压压力大于10.5 MPa时,环境温度在5~30℃范围内,TCISS循环比其他3种CO_(2)增压制冷循环的COP都要高;TCISS的初始投资成本比RCOS高24.5%,但其年度运行成本更低;TCISS的全生命周期成本(XLCC)普遍低于RCOS,并且在哈尔滨的XLCC最小,在广州的XLCC最大。在4个不同的城市中,TCISS系统的SO_(2),NOx,PM2.5,PM10的4项污染物排放指标均低于RCOS,其总等效变暖效应降低了21.2%~23.9%。研究结果可为推动TCISS系统的发展和应用提供理论指导。 展开更多
关键词 跨临界co_(2)增压系统 内部过冷 性能分析 全生命周期成本 污染物排放量 总等效变暖效应
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闭式跨临界CO_(2)热泵烘干系统最优工况研究
16
作者 王涛 马家豪 金听祥 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第5期254-262,共9页
目的对跨临界CO_(2)热泵驱动的闭式干燥系统展开理论研究,得到CO_(2)闭式热泵中最优工况的计算方法和原理。方法通过建立CO_(2)循环与空气循环热力学耦合的数学模型,计算干燥循环中空气的温度、焓值、相对湿度、含湿量,以及跨临界CO_(2... 目的对跨临界CO_(2)热泵驱动的闭式干燥系统展开理论研究,得到CO_(2)闭式热泵中最优工况的计算方法和原理。方法通过建立CO_(2)循环与空气循环热力学耦合的数学模型,计算干燥循环中空气的温度、焓值、相对湿度、含湿量,以及跨临界CO_(2)热泵系统中工质的温度、压力、焓值等参数。通过调整冷凝干燥后空气温度,以热泵烘干系统的COP为评价依据,探究空气循环与CO_(2)热泵循环的耦合机理。结果获得了CO_(2)循环系统最优排气压力随闭式空气循环系统在不同工况下的变化规律,并基于所建立的计算程序,获得了典型工艺参数下的热泵系统的热力学参数,为关键设备(风机、换热器、压缩机等)选型及系统控制方法提供了理论依据。结论研究表明,在CO_(2)热泵冷却器出口状态为临界状态时,系统的COP达到最优。 展开更多
关键词 热泵烘干 空气闭式循环 跨临界co_(2)系统 能效分析
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跨临界CO_(2)水-水热泵系统的实验与仿真研究
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作者 杨俊兰 张鑫 +2 位作者 杜雨帆 韩一飞 王林秀 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期265-272,共8页
为提高跨临界CO_(2)水-水热泵系统的效率,根据已有实验台建立系统仿真模型,分别进行实验测试和数值模拟,通过实验数据验证仿真模型的准确性。基于制取热水的目的,模拟分析运行参数对系统性能的影响,结果表明:增大过热度可提高性能系数(C... 为提高跨临界CO_(2)水-水热泵系统的效率,根据已有实验台建立系统仿真模型,分别进行实验测试和数值模拟,通过实验数据验证仿真模型的准确性。基于制取热水的目的,模拟分析运行参数对系统性能的影响,结果表明:增大过热度可提高性能系数(COP),用户侧供水温度平均提高11.3℃;随着高压压力的增大,用户侧供水温度升高,存在最优高压压力使COP最大;增大冷冻水的流量和升高进口温度,系统的制热效率可提高约40%,但用户侧供水温度变化不大。根据实验及仿真结果,设计太阳能辅助跨临界CO_(2)热泵双蒸发器系统,可实现3种不同运行模式,能够升高冷冻水进口温度、增大系统效率。与电加热锅炉和燃气锅炉进行经济性比较,太阳能热泵分别在第5年和第7年与上述两种加热方式的总投资持平,其运行20 a的总投资分别比燃气锅炉和电加热锅炉节约39%和49%,具有明显的经济优势和实用推广价值。 展开更多
关键词 太阳能 co_(2)热泵 系统性能 跨临界 实验测试 仿真模拟
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回热对跨临界CO_(2)喷射制冷系统的影响
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作者 吴董炯 胡江 李杨 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2024年第1期82-89,共8页
目的:研究回热对跨临界CO_(2)双级压缩/喷射制冷系统性能的影响。方法:采用仿真模拟软件建模,分析在不同气体冷却器出口温度(25~45℃)、高压侧排气压力(7.4~9.5 MPa)、蒸发温度(-40~-15℃)和中间压力(3~5 MPa)的情况下,回热对低压压缩... 目的:研究回热对跨临界CO_(2)双级压缩/喷射制冷系统性能的影响。方法:采用仿真模拟软件建模,分析在不同气体冷却器出口温度(25~45℃)、高压侧排气压力(7.4~9.5 MPa)、蒸发温度(-40~-15℃)和中间压力(3~5 MPa)的情况下,回热对低压压缩机吸气温度、排气温度、比功率增量以及系统性能系数的影响。结果:在特定的回热度下,随着中间压力的增加,低压压缩机排气温度和比功率增量升高;但随着蒸发温度升高,低压压缩机排气温度和比功率增量逐渐降低。在标准工况下,回热系统的性能系数低于不带回热系统的,同时随着回热度的增加,回热系统的能效降低。结论:随着回热度的增加,低压压缩机吸气温度、排气温度和比功率增量显著升高。但回热改善跨临界CO_(2)双级压缩/喷射制冷系统性能效果不佳。 展开更多
关键词 回热器 跨临界 co_(2)制冷 喷射器 性能系数 低压压缩机
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电动汽车CO_(2)/R1270混合工质热泵系统性能研究
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作者 杨俊兰 张凯钰 《流体机械》 北大核心 2025年第6期89-96,共8页
为研究CO_(2)/R1270混合工质电动汽车热泵系统的可行性,对混合工质进行热物性分析,建立了单级带回热器跨临界热泵系统模型,分析质量配比和不同运行参数对系统性能的影响。结果表明:CO_(2)/R1270混合工质最佳质量配比为0.96∶0.04,系统CO... 为研究CO_(2)/R1270混合工质电动汽车热泵系统的可行性,对混合工质进行热物性分析,建立了单级带回热器跨临界热泵系统模型,分析质量配比和不同运行参数对系统性能的影响。结果表明:CO_(2)/R1270混合工质最佳质量配比为0.96∶0.04,系统COP相较于单工质CO_(2)提升了13%,最优高压压力为8 MPa,降低了20%;系统制冷性能随着蒸发器入口温度的升高而提高,随环境温度的升高而降低;改变蒸发器入口温度对COPc的影响大于环境温度的影响,环境温度为30℃时,COPc随蒸发温度的变化最为明显,从1.18上升至2.81。对系统制热性能的影响最明显的是气冷器出口温度,系统COPh随气冷器出口温度的升高而降低,使气冷器出口温度维持在混合工质临界温度42℃附近,可得到最佳制热性能,且环境温度越高,通过改变气冷器出口温度对COPh的影响越明显。研究可为电动汽车混合工质热泵的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 电动汽车热泵系统 co_(2)/R1270混合工质 跨临界循环 系统性能
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跨临界CO_(2)热泵单/双级切换性能优化对比分析 被引量：1
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作者 王亚飞 陈洁 +2 位作者 袁建新 夏鸿洲 贺誉京 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期82-88,共7页
为提高跨临界CO_(2)热泵系统在不同地区采暖的能效和经济性,提出STSHPS(单、双级切换的热泵系统),并与BASE(单级压缩热泵系统)和TSHPS(双级压缩热泵系统)进行对比,通过建立各循环系统的热力学、环境性以及经济性模型,从不同角度进行分... 为提高跨临界CO_(2)热泵系统在不同地区采暖的能效和经济性,提出STSHPS(单、双级切换的热泵系统),并与BASE(单级压缩热泵系统)和TSHPS(双级压缩热泵系统)进行对比,通过建立各循环系统的热力学、环境性以及经济性模型,从不同角度进行分析。研究结果表明:设计工况下,环境温度为3℃时,双级压缩系统的C_(OP)(制热性能系数)大于单级压缩系统,即环境温度为3℃可作为单双级切换的条件;在乌鲁木齐采用STSHPS碳排放所造成的成本与BASE相比降低22%;STSHPS在单级压缩运行时采用2台压缩机交替运行的方式,初始成本经过折算与TSHPS相比降低26.9%—66.7%;在设备运行15 a后,3个城市的累计总费用,STSHPS与TSHPS和BASE相比降低5.3%—16.8%和1.8%—13.5%。STSHPS的能效、环保性能以及经济性均是3个系统中最好的,优势比较明显。 展开更多
关键词 跨临界co_(2) 热泵 单/双级切换 热力学 环境性 经济性
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