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CO_2跨临界(逆)循环的热力学分析 被引量:42
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作者 马一太 杨昭 吕灿仁 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期665-668,共4页
CO2 is a safe natrual refrigerant which had been and will be widely used in air condi-tioning and heat pump systems. The thernodynamic analysis of the CO2 transcritical cycleis presented in this paper. The result show... CO2 is a safe natrual refrigerant which had been and will be widely used in air condi-tioning and heat pump systems. The thernodynamic analysis of the CO2 transcritical cycleis presented in this paper. The result shows that the CO2 cycles offers heat recovery benefitas a heat pump system. It is possible that the COP value of CO2 cycle can compete withthose of R22 or R134a if two stage compression system or an expander system are used. 展开更多
关键词 跨临界循环 热泵 回热器 膨胀机 制冷剂
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CO_2制冷技术新发展 被引量:30
2
作者 丁国良 《制冷空调与电力机械》 2002年第2期1-6,48,共7页
由于CFC类制冷剂对臭氧层的破坏作用,自然制冷工质如CO2受到越来越多的关注。文中介绍了CO2作为制冷剂的发展历史(主要是CO2亚临界制冷循环的发展应用的历史)和它退出历史舞台的原因; 根据CO2作为制冷剂的相关热物理和化学性质以及三种... 由于CFC类制冷剂对臭氧层的破坏作用,自然制冷工质如CO2受到越来越多的关注。文中介绍了CO2作为制冷剂的发展历史(主要是CO2亚临界制冷循环的发展应用的历史)和它退出历史舞台的原因; 根据CO2作为制冷剂的相关热物理和化学性质以及三种可能的CO2制冷循环,说明了采用CO2为制冷剂、采用跨临界循环的优越性和必要性; 对各国采用CO2为制冷剂的制冷、空调、热泵系统的应用及其研究情况进行了综述和评价,指出了现今研究的不足和今后的发展方向。 展开更多
关键词 二氧化碳 制冷 跨临界循环 臭氧层
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带膨胀机的CO_2跨(超)临界逆循环的热力学分析 被引量:21
3
作者 马一太 王侃宏 +1 位作者 杨昭 吕灿仁 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期661-665,共5页
CO2是一种安全可靠的自然工质,可望在空调和热泵系统中得到应用。根据热力学第二定律,本文提出比较各类循环的统一方法一当量温度法。本文对带膨胀机的CO2跨临界循环及其系统进行分析和研究。结果显示该循环具有较高的用能效率... CO2是一种安全可靠的自然工质,可望在空调和热泵系统中得到应用。根据热力学第二定律,本文提出比较各类循环的统一方法一当量温度法。本文对带膨胀机的CO2跨临界循环及其系统进行分析和研究。结果显示该循环具有较高的用能效率,在技术上是可行的. 展开更多
关键词 跨临界循环 热泵 膨胀机 二氧化碳 工质
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跨临界CO_2蒸气压缩/喷射制冷循环理论分析 被引量:18
4
作者 邓建强 姜培学 +2 位作者 卢涛 王国梁 卢苇 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期670-673,共4页
对跨临界CO2蒸气压缩/喷射制冷循环的理论研究,特别是对喷射器工作特性进行数值模拟,有助于改善实验系统的制冷性能。使用动量守恒和能量守恒方程建立了喷射器模型,同时考虑了系统稳态下喷射器出口干度和喷射系数的耦合关系。比较了不同... 对跨临界CO2蒸气压缩/喷射制冷循环的理论研究,特别是对喷射器工作特性进行数值模拟,有助于改善实验系统的制冷性能。使用动量守恒和能量守恒方程建立了喷射器模型,同时考虑了系统稳态下喷射器出口干度和喷射系数的耦合关系。比较了不同的CO2冷却放热压力、蒸发温度、喷射器喷嘴效率和扩压效率等对理论循环性能的影响。理论分析表明:优化的喷射系数能显著改善制冷循环性能,蒸发温度和CO2冷却放热压力对系统性能的影响比较大,系统性能系数和喷射器喷射系数对喷射器的喷嘴效率和扩压效率的变化不敏感。 展开更多
关键词 制冷工程 跨临界循环 二氧化碳 喷射
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CO_2车用热泵空调系统技术研发及性能提升 被引量:19
5
作者 王丹东 陈江平 +3 位作者 俞彬彬 施骏业 李万勇 蒋甫政 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期47-52,共6页
本文研发了一套CO_2跨临界车用热泵空调系统,该系统采用CO_2车用电动压缩机、微通道换热器、电子膨胀阀等关键部件,克服了CO_2车用热泵空调系统高压和高排气温度的技术挑战。实验研究了系统充注量对CO_2车用热泵空调系统性能、循环特征... 本文研发了一套CO_2跨临界车用热泵空调系统,该系统采用CO_2车用电动压缩机、微通道换热器、电子膨胀阀等关键部件,克服了CO_2车用热泵空调系统高压和高排气温度的技术挑战。实验研究了系统充注量对CO_2车用热泵空调系统性能、循环特征及膨胀阀开度的影响。提出在热泵模式下将室内换热器串联来提高高压侧的换热能力,并实验验证了该方法对车用热泵空调系统性能的提升作用。结果表明:相比于单一气冷器,采用串联气冷器的车用热泵空调系统的制热量和COP_h分别提升了17%~31%和20%~33%;该系统在-20℃全新风环境下,出风温度可达40.4℃,COP_h为1.8。因此该系统能够满足电动汽车在低温环境下的乘客舒适性和整车负荷需求,且在制热能效方面优势显著。 展开更多
关键词 车用热泵 制热性能测试 CO2制冷剂 跨临界循环 电动汽车
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跨临界二氧化碳热泵喷射循环实验 被引量:18
6
作者 邹春妹 岑继文 +1 位作者 刘培 蒋方明 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1520-1526,共7页
在跨临界CO_2热泵热水器系统中引入优化设计的喷射器,对系统进行实验研究,分析了制热系数、引射比、升压比、喷射器效率等参数随热水体积流量和出口温度及高压侧压力的变化趋势以及优化设计的喷射器对系统的影响。实验结果表明:随着热... 在跨临界CO_2热泵热水器系统中引入优化设计的喷射器,对系统进行实验研究,分析了制热系数、引射比、升压比、喷射器效率等参数随热水体积流量和出口温度及高压侧压力的变化趋势以及优化设计的喷射器对系统的影响。实验结果表明:随着热水体积流量减小或其出口温度增加,引射比将逐渐减小,而喷射器效率逐渐升高;在测试工况范围内升压比基本保持不变,系统COPh最高将近3.5;系统高压侧的压力因优化喷射器的引入而明显降低,有利于系统的安全运行;跨临界二氧化碳热泵喷射循环系统存在一个最优运行压力,值得注意的是在最优运行压力下,热水出水温度虽未达到最高,但依旧超过55℃。系统稳定运行在最优高压侧压力下,不仅系统性能大幅度提高,而且保证了热水的出水温度。 展开更多
关键词 喷射器 优化设计 热力学 CO2 跨临界循环 热泵 COPh
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CO_2制冷技术的研究发展 被引量:18
7
作者 冯凯 蔡觉先 《节能》 2017年第12期8-14,共7页
二氧化碳作为一种高效、节能、环保的制冷剂,具有广泛的应用前景和可观的经济价值。但由于其采用跨临界循环,工作压力远远高于常规制冷剂,对设备的承压能力提出了较高要求。这一特点限制了二氧化碳制冷系统的推广和应用,所以为了在提高... 二氧化碳作为一种高效、节能、环保的制冷剂,具有广泛的应用前景和可观的经济价值。但由于其采用跨临界循环,工作压力远远高于常规制冷剂,对设备的承压能力提出了较高要求。这一特点限制了二氧化碳制冷系统的推广和应用,所以为了在提高系统运行安全性、稳定性的同时,达到更高的效率,需要探索新型二氧化碳制冷装置。而这一装置需充分利用二氧化碳性质及其循环特点。文中简要介绍了二氧化碳制冷剂的发展史、性质、跨临界制冷循环技术的完善过程及其应用情况。 展开更多
关键词 二氧化碳 制冷剂 跨临界循环 COP
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CO_2跨临界循环高压侧压力控制的热力学分析 被引量:12
8
作者 王侃宏 马一太 +1 位作者 杨昭 吕灿仁 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期537-540,共4页
本文介绍了CO_2跨临界循环高压侧压力控制的基本原理;通过循环分析,阐述了不同压力运行条件对制冷量和制冷效率的影响。通过对所得结果的分析论证,提供并优化出一种简单、实用的压力控制调节方案,该方案对汽车空调、热泵系统更... 本文介绍了CO_2跨临界循环高压侧压力控制的基本原理;通过循环分析,阐述了不同压力运行条件对制冷量和制冷效率的影响。通过对所得结果的分析论证,提供并优化出一种简单、实用的压力控制调节方案,该方案对汽车空调、热泵系统更有实用意义。 展开更多
关键词 跨临界循环 二氧化碳 热力学分析 压力控制
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自然工质二氧化碳汽车空调性能的实验研究 被引量:13
9
作者 刘洪胜 金纪峰 +1 位作者 陈江平 陈芝久 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1407-1411,1416,共6页
实验研究了跨临界二氧化碳汽车空调系统的性能.实验结果表明:环境温度、气冷器冷却风量、压缩机的效率和转速、运行的高压值等因素对系统性能有极大影响;在不同运行工况下,降低气冷器出口CO2温度、调整系统的运行高压为最佳压力值,是提... 实验研究了跨临界二氧化碳汽车空调系统的性能.实验结果表明:环境温度、气冷器冷却风量、压缩机的效率和转速、运行的高压值等因素对系统性能有极大影响;在不同运行工况下,降低气冷器出口CO2温度、调整系统的运行高压为最佳压力值,是提高系统性能的首要途径,这对控制器的设计提出了较高的要求. 展开更多
关键词 汽车空调 二氧化碳 跨临界循环 自然工质
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机械过冷CO_2跨临界制冷循环性能理论分析 被引量:16
10
作者 代宝民 刘圣春 +4 位作者 孙志利 齐海峰 陈启 王晓明 马一太 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期13-19,共7页
采用蒸气压缩制冷循环(辅助循环)对CO_2跨临界制冷循环气体冷却器出口的CO_2流体进行冷却,可减小节流不可逆损失,提高循环性能。本文对机械过冷CO_2跨临界制冷循环进行热力学循环分析,结果表明:当在最优排气压力和最优过冷度两个参数条... 采用蒸气压缩制冷循环(辅助循环)对CO_2跨临界制冷循环气体冷却器出口的CO_2流体进行冷却,可减小节流不可逆损失,提高循环性能。本文对机械过冷CO_2跨临界制冷循环进行热力学循环分析,结果表明:当在最优排气压力和最优过冷度两个参数条件下,循环存在最大COP。环境温度越高、蒸发温度越低,采用机械过冷方法使循环性能提升越显著,相对传统CO_2制冷循环,通过辅助循环可显著提高循环COP,降低CO_2排气压力和温度。相对CO_2压缩机,辅助循环压缩机的功耗较少。分析了辅助循环中采用11种不同制冷剂的性能,可得除R41外,其它10种工质对循环整体COP的提升程度差异不明显。综上所述,机械过冷CO_2跨临界制冷循环更适用于环境温度较高、蒸发温度较低的场合。 展开更多
关键词 CO2 跨临界 机械过冷 制冷循环
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单级跨临界二氧化碳带膨胀机循环与四种双级循环的热力学分析 被引量:16
11
作者 孙志利 马一太 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期53-59,共7页
本文对制冷工况下,单级跨临界二氧化碳(CO_2)带膨胀机循环、跨临界CO_2双级压缩无回热器循环、跨临界CO_2双级压缩加回热器循环、跨临界CO_2双级压缩一级节流无回热器循环和跨临界CO_2双级压缩一级节流加回热器循环五种循环的性能进... 本文对制冷工况下,单级跨临界二氧化碳(CO_2)带膨胀机循环、跨临界CO_2双级压缩无回热器循环、跨临界CO_2双级压缩加回热器循环、跨临界CO_2双级压缩一级节流无回热器循环和跨临界CO_2双级压缩一级节流加回热器循环五种循环的性能进行了分析比较。结果表明:当膨胀机的效率为60%时,在所规定的蒸发温度范围内(-10~20℃),单级跨临界CO_2带膨胀机循环的性能要高于其它四种双级压缩循环。当蒸发温度为5℃时,只要膨胀机的效率大于32%,单级压缩膨胀机循环的性能就高于其它四种双级压缩循环。对于四种双级压缩循环,前两种循环适用于中高温制冷,且回热循环性能较好;后两种带中间冷却器的循环适宜于中低温制冷,增加回热器后性能反而下降。 展开更多
关键词 膨胀机 CO2 跨临界循环 双级 单级
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跨临界二氧化碳蒸气压缩/喷射制冷循环性能比较 被引量:13
12
作者 邓建强 姜培学 +1 位作者 卢涛 卢苇 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期382-384,共3页
本文从系统的COP、制冷量和有效能分析三个方面比较了跨临界CO2蒸气压缩/喷射循环、蒸气压缩/回热制冷循环和常规的蒸气压缩制冷循环的性能.结果表明,在本文研究工况下,喷射循环的性能系数最大值比回热循环高 18.6%,比常规循环高22... 本文从系统的COP、制冷量和有效能分析三个方面比较了跨临界CO2蒸气压缩/喷射循环、蒸气压缩/回热制冷循环和常规的蒸气压缩制冷循环的性能.结果表明,在本文研究工况下,喷射循环的性能系数最大值比回热循环高 18.6%,比常规循环高22.0%.喷射循环的制冷量比回热循环高8.2%,比常规循环高11.5%。有效能分析表明喷射循环极大地减小了节流损失,冷却放热损失和压缩损失也有相应的减少. 展开更多
关键词 跨临界循环 CO2 喷射 制冷
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CO_2跨临界循环制冷压缩机的研究进展 被引量:16
13
作者 李敏霞 马一太 +1 位作者 李丽新 苏维城 《压缩机技术》 2004年第5期38-42,共5页
对CO2压缩机的进展情况进行了介绍,并分析了已开发的各种类型的CO2压缩机的特点,总结了在压缩机研究中的关键技术,认为在未来CO2压缩机发展方向是开发无油压缩机、双级压缩机和膨胀压缩机。
关键词 CO2 跨临界循环 压缩机
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CO_2跨临界水——水热泵循环系统的实验研究 被引量:13
14
作者 王侃宏 王景刚 +3 位作者 侯立泉 马一太 魏东 洪芳军 《暖通空调》 北大核心 2001年第3期1-4,共4页
在作者设计和建立的实验台上进行了CO2 跨临界水—水热泵多种工况的循环性能实验研究 ,系统运行稳定、调节方便。实验结果表明 ,系统运行时的最大制冷 (热 )系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度。CO2 跨临界循环热泵较之传统... 在作者设计和建立的实验台上进行了CO2 跨临界水—水热泵多种工况的循环性能实验研究 ,系统运行稳定、调节方便。实验结果表明 ,系统运行时的最大制冷 (热 )系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度。CO2 跨临界循环热泵较之传统工质热泵具有较大优势 ,尤其是在高温热泵领域。 展开更多
关键词 CO2 跨临界循环 热泵 制冷 蒸发
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水冷式跨临界CO2商用热泵热水器实验研究 被引量:13
15
作者 崔晓龙 邢子文 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期11-15,共5页
介绍了一种以水为冷却介质的带回热器的跨临界CO_2商用热泵热水器实验系统。根据实验数据拟合了压缩机的等熵效率和容积效率公式,并依据相应的国家标准对实验系统进行了"一次加热"方式和"循环加热"方式多个工况的... 介绍了一种以水为冷却介质的带回热器的跨临界CO_2商用热泵热水器实验系统。根据实验数据拟合了压缩机的等熵效率和容积效率公式,并依据相应的国家标准对实验系统进行了"一次加热"方式和"循环加热"方式多个工况的循环性能实验研究。实验结果表明,按照"循环加热"制取热水时,在出水温度为55℃和65℃,系统平均制热COP_h值分别达2.14到和2.08;按照"一次加热"方式制取热水时,名义工况下出水温度85℃时制热COP_h值为2.82,最大负荷工况下出水温度65℃时制热COP_h值为3.68。冷却水进水温度越高,系统效率越低,因此热泵热水器系统更适合于"一次加热"供水系统。 展开更多
关键词 热工学 CO2 热泵热水器 跨临界循环 COP
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CO_2充注量对跨临界轿车空调系统性能的影响 被引量:12
16
作者 刘洪胜 陈江平 陈芝久 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1426-1432,共7页
试验研究了CO2充注量对跨临界轿车空调系统性能的影响.研究表明:CO2充注量对跨临界制冷系统的性能影响很大,存在一个最佳的CO2充注量,此时COP最大;CO2充注量不足,会导致制冷量和COP降低,CO2充注量过多,会导致压缩机耗功大幅度上升;制冷... 试验研究了CO2充注量对跨临界轿车空调系统性能的影响.研究表明:CO2充注量对跨临界制冷系统的性能影响很大,存在一个最佳的CO2充注量,此时COP最大;CO2充注量不足,会导致制冷量和COP降低,CO2充注量过多,会导致压缩机耗功大幅度上升;制冷循环随CO2充注量的不同,具有6个特征明显的工作循环.根据这些表现特征,提出了用4个参数作为判断CO2充注量是否合适的特征参数.为确定跨临界制冷系统的最佳充注量、对系统进行优化设计和高效运行控制提供了参考. 展开更多
关键词 CO2 轿车空调 跨临界循环 充注量
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适用于-20℃环境的CO_2汽车热泵系统的开发及性能测试 被引量:12
17
作者 王丹东 张科 +4 位作者 俞彬彬 胡记超 陈亮 施骏业 陈江平 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期14-21,共8页
开发CO_2跨临界汽车热泵,是解决R134a汽车热泵在低温环境下制热量不足、无法正常工作问题的有效措施。本文理论分析了影响CO_2汽车热泵性能的关键因素,在最低为-20℃的环境温度下实验研究了CO_2汽车热泵的性能。结果表明:开发的CO_2汽... 开发CO_2跨临界汽车热泵,是解决R134a汽车热泵在低温环境下制热量不足、无法正常工作问题的有效措施。本文理论分析了影响CO_2汽车热泵性能的关键因素,在最低为-20℃的环境温度下实验研究了CO_2汽车热泵的性能。结果表明:开发的CO_2汽车热泵系统在低温环境下稳定运行,具有较好的制热性能;在相同压缩机转速条件下,室内进风温度对制热COP(COP_h)影响更大,室外环境温度对制热量影响更大;在-20℃环境冷启动工况下COP_h可达到3.15、制热量为3.6 k W;进风(Tg,a,in)和出风(Tg,a,out)温度分别为20℃和40℃时,COP_h最低为1.72。因此,与R134a相比,CO_2车用热泵系统的低温制热性能有显著的优势,该系统在电动汽车上具有较好的应用潜力。 展开更多
关键词 车热泵 制热性能测试 C02制冷剂 跨临界循环 电动汽车
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CO_2热泵研究现状及展望 被引量:12
18
作者 李椿 王志华 +3 位作者 王沣浩 许怡博 戢坤池 高秀芝 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1-9,共9页
本文概述了CO_2热泵目前在国内外的研究现状,总结了其在应用过程中的突出问题,分析了压缩机、换热器、节流装置等部件及系统的特点与缺陷,介绍了提高系统效率的最新技术方法,并对其在我国的发展予以展望。制约CO_2热泵推广的原因主要为... 本文概述了CO_2热泵目前在国内外的研究现状,总结了其在应用过程中的突出问题,分析了压缩机、换热器、节流装置等部件及系统的特点与缺陷,介绍了提高系统效率的最新技术方法,并对其在我国的发展予以展望。制约CO_2热泵推广的原因主要为系统压力较高、制造工艺要求更严格及专用压缩技术尚不成熟等导致的开发成本高。CO_2热泵未来研究内容主要为改良系统,优化部件及结合精准的计算机控制技术,实现软硬件同步发展,确保CO_2热泵高效、安全、可靠地运行,促进自然工质在制冷与供热方面的研究与应用。可以预测,CO_2热泵技术在我国将有更广泛的应用前景和研发空间。 展开更多
关键词 CO2热泵 跨临界循环 综述 供热 制冷
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一种带引射器和经济器的CO_(2)跨临界制冷系统 被引量:11
19
作者 李敏霞 詹浩淼 +3 位作者 王派 刘雪涛 李昱翰 马一太 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期146-152,共7页
在蒸发温度较低的工况下,CO_(2)跨临界循环高低压差过大,运行效率下降。针对CO_(2)跨临界循环特性,提出了一种带引射器和经济器的CO_(2)跨临界制冷系统,通过引射器部分回收工质膨胀功减小能量损失,可增加制冷量;合理设计CO_(2)压缩机和... 在蒸发温度较低的工况下,CO_(2)跨临界循环高低压差过大,运行效率下降。针对CO_(2)跨临界循环特性,提出了一种带引射器和经济器的CO_(2)跨临界制冷系统,通过引射器部分回收工质膨胀功减小能量损失,可增加制冷量;合理设计CO_(2)压缩机和中间补气孔,采用经济器进行中间补气可减少系统压缩过程的能量损失。构建了热力学模型,研究表明该系统在较低蒸发温度工况下,相比于基础CO_(2)跨临界制冷系统系统性能可提升40%左右,其中压缩机排气温度可降低40℃左右,有利于系统稳定运行。同时对准二级压缩过程中分段效率计算问题提出近似公式,在一定范围内相比于传统计算方式误差从5%降低至2%。 展开更多
关键词 二氧化碳 跨临界循环 引射器 经济器 中间补气
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跨临界CO_2带膨胀机和带喷射器逆循环的性能比较 被引量:9
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作者 马一太 袁秋霞 +1 位作者 李敏霞 田华 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期36-41,共6页
摘要:针对跨临界CO2带膨胀机和带喷射器逆循环的差异,从循环工作原理、CO2超临界流体降压过程及循环性能三方面进行对比分析。利用蒸发波理论分析了CO2超临界流体降压过程,结果表明这两个降压过程均是由亚稳态经历蒸发波后发生气液... 摘要:针对跨临界CO2带膨胀机和带喷射器逆循环的差异,从循环工作原理、CO2超临界流体降压过程及循环性能三方面进行对比分析。利用蒸发波理论分析了CO2超临界流体降压过程,结果表明这两个降压过程均是由亚稳态经历蒸发波后发生气液两相流的,其过程均受蒸发波影响。当其他条件相同,气体冷却器出口温度为35℃时,带膨胀机仇为0.7循环的EER最大值比带喷射器肛为0.7循环的EER最大值高24%,而在蒸发温度为5℃时,前者的EER最大值比后者的EER最大值高33%。在比较工况下,跨临界CO2带膨胀机循环在膨胀机绝热效率为30%-70%时的效率普遍高于带喷射器循环在喷射系数为0.3~0.7时的效率。 展开更多
关键词 跨临界循环 二氧化碳 膨胀机 喷射器 蒸发波 性能比较
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