289-CO2空气源热泵技术及创新应用.pdfVIP

CO 空气源热泵技术及创新应用 2 同圆设计集团有限公司 公丕运 摘要: 作为一种环境友好、性能优良的制冷工质，CO 已成为第4 代制冷剂的研究重点， 2 CO 热泵是目前国际公认的热泵主要发展方向之一。针对CO 热泵机组出水温度高、低环境温 2 2 度下制热效率高及回水温度越低机组的效率越高的特点，创新性的提出了四种 CO22 热泵的 应用方式：加热冷水提供 60℃的生活热水，解决健康与节能的问题；制取高温热水再利用 电辅助加热提供生活饮用水；制取的高温热水先利用散热器供暖，回水作为地面辐射供暖用 水，夏季用于辐射供冷；制取的高温热水先利用散热器供暖，回水加热冷水作为生活热水。 分析了每种系统的运行方式及适用范围，以求充分发挥CO2 热泵优势的同时，提供更多使用 功能。 关键词: CO2 空气源热泵；环境友好；性能优良；创新应用 1.CO 工质概述 2 1.1 CO 工质发展史 2 1850 年,Twing 提出在蒸气压缩系统中采用CO 作为制冷剂并获英国专利。1869 年Lowe 2 第一次成功使用CO 应用于商业制冷机,证实了CO 作为制冷剂的可能性。1886 年 2 2 Windhausen 设计的CO 压缩机获得了英国专利,并于1890 年开始投入生产，随后C0 制冷剂 2 2 的使用有了快速的发展。 20 世纪末期, 由于CFCs 对于臭氧层和大气变暖的重要影响,实现CFCs 替代成为全世界 共同关注的问题[1] 。前国际制冷学会主席G.Lorentzen 在1989～1994 年大力提倡使用自然 [2] 工质,特别是对于CO2 的研究与推广应用上起了很好的推动作用 。 目前，作为第4 代制冷剂的研究重点，跨临界CO2 热泵及其部件的开发研究已经成为 [3] 制冷领域的热点，CO2 热泵是目前国际公认的热泵主要发展方向之一 。 1.2 CO 工质的性质 2 常温下，CO 是一种无色、无嗅的气体。其相对分子量为44.01 ，临界压力为7.37MPa ， 2 临界温度为31.1℃，三相点温度为-56.57℃，三相点压力为416kPa ，在101.325kPa 下蒸发 热573.27kJ/kg 。CO2 是碳的最高氧化状态,具有非常稳定的化学性质，既不可燃，也不助燃。 1.3 CO2 作制冷工质的特点 （1）环境性能优良。CO2 是天然工质，它的臭氧层破坏潜能(ODP)为零，其温室效应潜 能极小(GWP=1) 。 第一作者：公丕运、性别：男、出生年月：1988.02.26、职称：工程师、邮政编码：250000、通讯地址：山 东济南高新区舜华路2000 号舜泰广场11 号楼、联系电话E-mail：770511009@ 。 （2 ）自身费用低，无需回收或再生，操作与运行的费用也较低。 （3 ）良好的安全性和化学稳定性。完全适用于普通的润滑油和通常的制造材料。 （4 ）蒸发潜热较大,单位容积制冷量相当高。具有良好的输运和传热性质，导热系数较 高，黏度较低，比热容较大。 （5 ）优良的流动和传热特性，可显著减小压缩机与系统的尺寸，使整个系统非常紧凑。 （6 ）安全无毒，不可燃，即使在高温下也不分解产生有害气体。 （7 ）最大的缺点是压力高，系统中工质流经的管路系统必须经过安全性分析。CO2 跨