以毛细管为节流装置的 co热泵热水器实验研究

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1、以毛细管为节流装置的CO2热泵热水器实验研究以毛细管为节流装置的CO2热泵热水器实验研究鲍团卫刘业凤蔡操平（上海理工大学制冷研究所）摘要:介绍以毛细管为节流装置跨临界CO2热泵热水试验系统。实验研究了不同气冷器进水温度下系统的COP及其变化、气冷器沿管长水温温升梯度变化。分析了不同环境温度下制冷剂充注量对系统高压侧压力的影响。可以得出：以毛细管做节流装置也可以得到较高的COP；气冷器水温在高温CO2气体进口段温升幅度最大；系统对环境温度的变化很敏感，环境温度较低时要想得到合适的高压侧压力，制冷剂的充注量要比环

2、境温度高时多。关键词:CO2热泵热水器;毛细管节流;试验研究;COPExperimentalstudyonCO2heatpumpwaterheaterwithcapillarytubeasthrottlingdeviceBaoTuanweiLiuYefengCaiCaoping（TherefrigerationinstituteofUniversityofShanghaiforScienceandTechnology）Abstract:AtranscriticalCO2heatpumpwaterheaterw

3、ithcapillarytubeasthrottlingdevicewaspresented.ThechangesofCOPindifferentgascoolerinlettemperatewereexperimentalstudied.Thewater———————————————————————————————————————————————temperatureoftemperaturegradientalongthegascoolerlengthwasalsoinvestigated.Theeffe

4、ctsofrefrigerantchargeamounttohigh-pressureside’spressureindifferentenvironmenttemperaturewereintroduced.wecanconclude:thehighersystemCOPcanbeobtainedwithcapillarytubeasthrottlingdevice;Thegascoolerwatertemperaturehavemaximumtemperatureriseduringinletarea.T

5、hesystemissensitivetoambienttemperature.Inordertogettherighthighsidepressurewhentheambienttemperatureislower,thereneedsmorerefrigerantthanhigherambienttemperature.Keywords:CO2heatpumpwaterheater；Capillarytubethrottling;Experimentalstudy;COP1前言随着全球气候的逐渐变暖，世界

6、各国对环保节能的要求越来越高，作为天然工质的二氧化碳被重新发现并进行了大量的研究实验与应用。而二氧化碳制冷剂应用在跨临界热泵系统中，与其它氟类制冷剂相比，有一个无可比拟的优点。在跨临界二氧化碳热泵系统中，不同于传统的热泵系统只跟温度有关，跨临界二氧化碳热泵系统跟压力和温度都有关系，压力和温度是两个相互独立的参数，因此最佳的COP可以通过设定最佳的高压侧压力而得到，对于大中型的二氧化碳热泵系统可以通过膨胀阀来调节制冷剂流量，从而取得最优高压侧的压力使COP最大化。而对于小型的二氧化碳热泵系统，采用简单经济的毛细

7、管作为节流设备也可以使系统的运行工况稳定在最优高压侧压———————————————————————————————————————————————力附近，从而达到相对较高的COP[1]。目前国内对二氧化碳热泵节流装置的研究主要集中在针阀、膨胀机和喷射器等节流设备上，而对在CO2热泵系统中使用毛细管做节流装置研究的则不是很多。印度的NeerajAgrawal对这样的系统做了相关的模拟及实验研究[2]，文献[3]和[4]则着重研究了CO2制冷剂在毛细管中的流动特性及如何根据这些流动特性来选择跨临界CO2循环中毛

8、细管的管径和管长。本文主要介绍了以毛细管为节流装置的水源跨临界CO2热泵热水试验系统。实验研究了不同气冷器进水温度下系统的COP及其变化规律，气冷器沿管长水温温升梯度变化。并分析了不同环境温度下制冷剂充注量对系统高压侧压力的影响。2实验装置本实验台采用城市自来水作为低温热源，采用一次加热式，产生的热水排入下水道或者储存起来另作它用。图1为实验装置的系统图和相应的测点。表一为系统主要设备及型号。CO2