R134a／R123自然复叠式热泵系统浓度配比分析

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1、翟R134棚23自然复叠式热泵系统黻配比分析Arpolr3ilo2N00。92文章缩号l0253—4339(2009)02—0033-06RI34a／R123自然复叠式热泵系统浓度配匕分析杜垲徐卫荣(东南大学能源与环境学院南京210096)摘要冷热源温度和混合工质浓度配比都会影响自然复叠式热泵系统的热力性能，提出了迭代式定步长搜索法，对80~95℃冷凝温度和0~20~蒸发温度区间内的R134a／R123自然复叠式热泵系统进行了浓度配比优化计算和分析，得出计算温度区间内任意冷热源温度组合条件下的系统最佳充注浓度。结果表明，在每一组冷热源温度条件下，存在一个最

2、优的混合工质浓度配比对应于系统最大COP值。浓度配比优化可提高自然复叠式热泵循环的热力性能，在最优COP对应的浓度配比条件下，自然复叠式热泵系统的压比较低。关键词热工学；自然复叠；中高温热泵；性能系数；充注浓度中圈分类号：TB61文献标识码：AConcentrationOptimizationOfR134a／R123inAuto-cascadeHeatPumpSystems一一DuKaiXuWeirong(Schoolofenergyandenvironment,SoutheastUniversity，Nanjing，210096，China)Abstra

3、ctCalculationandanalysisoftheoptimumconcentrationratiowereperformedbythei~rativestepsearchingmethodfor’’anauto—cascadeheat-pumpsystemwithRI34a／R123atthecondensingtemperatureof80-95℃andtheevaporatingtemperatureof0-20"C．TheoptimumchargingconcentrationratioWasobtainedatdiferentcombin

4、ationsofheatsinkandheatsourcetemperatures．11heresultsshowthatateachcombinationofcondensingandevaporatingtemperatures．thereWasalloptimalmixtureconcentrationratiowithacorrespondingmaximumCOPofthesystem．111eoptimizationoftheconcentrationratiocouldenhancetheauto·cascadeheat-pumpsystem

5、performanceandlowerthepressureratioofthesystemattheconcentrationratiowiththemaximumCOP．KeywordsPyrology；Auto—cascade；Moderateandlligl1temperatureheatpump；Performancecoeficient；Concentration采用混合工质自行复叠技术，利用混合工质叠式热泵最优配比计算程序，对优化浓度配比后的组元沸点不同的特性，使混合工质在循环中自然分计算数据进行了分析。离，达到自然复叠目的【1】的自然复叠式

6、热泵能够1自然复叠式热泵循环系统原理实现大温差热泵循环，在中高温热泵研究领域具有很好的应用价值[3】。与单工质的热泵循环系统相1．1自然复叠式热泵系统流程比，采用非共沸混合工质的自然复叠式热泵系统热根据循环浓度和温度的不同，自然复叠式热力性能受工质浓度配比参数影响较大【6】，因此有必泵系统分为高温侧和低温侧，低温循环部分工质的要对非共沸混合工质浓度配比进行研究，找出在不冷凝由高温循环部分工质的蒸发吸热来实现，通过同冷热源温度条件下使系统COP达到最高的浓度配一个冷凝蒸发器实现高温循环与低温循环部分的耦比值。但混合工质在自然复叠式热泵循环过程中状厶【，如图1

7、所示。整个自然复叠式热泵循环系统态参数变化复杂，这给对其进行理论分析和试验研的工作流程为：以系统充注浓度从压缩机①排出的究带来困难[J，为了能够通过理论计算，得到给定二元非共沸混合工质2点进入冷凝器②冷凝；由于的状态参数条件下的理论最佳浓度配比，文章分析冷凝器冷却介质的温度介于混合工质的泡点和露点了浓度配比对系统热力性能的影响，编写了自然复温度之间，所以冷凝终了3点的状态为气液两相，基金项目：国家自然科学基金资助项目(50876020)(Theproject作者联系方式：E-mail：du-kai@seu．edu．cnwassupportedbytheNa

8、tionalNaturalScienceFoundationof收