带回热器CO_2跨临界热泵系统的性能分析

【摘要】：为了比较回热器对不同型式CO_2热泵系统性能的影响,建立了5种带回热器CO_2跨临界循环的热力学模型,分析了吸气过热度、蒸发温度、高压压力和气体冷却器出口温度对制冷、制热系数的影响,以及蒸发温度、气体冷却器出口温度对最优高压压力的影响,给出了不同循环的适用条件。结果表明:带膨胀机单级、双级压缩系统综合性能较好,制冷COP可分别达到2.83和3.2,制热COP可分别达到3.82和3.6,但都不适合加回热器;回热器对CO_2跨临界双级带节流阀回热器循环(TSCV+IHE)性能提高最大,过热度平均每提升5 ℃,COP提升约0.1;CO_2跨临界单级带喷射器回热器循环(SCEJ+IHE)适用于蒸发温度、气体冷却器出口温度均较低的情况;单级压缩比双级压缩的最优高压压力低0.5～1 MPa;提高蒸发温度和减小气体冷却器出口温度都有利于降低最优高压压力。研究成果可为CO_2跨临界循环的性能提高和优化提供参考。