Studie der Einflussfaktoren auf den optimalen Auslassdruck von überkritischen CO2-Wärmepumpen im Heizbetrieb
摘要
Der optimale Auslassdruck ist der wichtigste Faktor, der die Leistung von überkritischen CO2-Wärmepumpen beeinflusst. Um die Gründe für die Existenz des optimalen Auslassdrucks und die Einflussparameter zu untersuchen sowie die Wirkungsmechanismen der einzelnen Parameter auf den optimalen Auslassdruck zu entschlüsseln, wurde eine theoretische Analyse des optimalen Auslassdrucks auf Grundlage der Wärmeübertragungsklemmentheorie durchgeführt. Mit der Software AMESim wurde ein Modell einer überkritischen CO2-Wärmepumpe erstellt, das den Wärmeübertragungsklemmepunkt innerhalb des Gaskühlers berücksichtigt, um Simulationen durchzuführen. Innerhalb eines weiten Betriebsbereichs mit Wassertemperaturen am Einlass von 10 bis 40 ℃, Wassertemperaturen am Auslass von 60 bis 90 ℃ und Umgebungstemperaturen von -30 bis 25 ℃ wurden der Einfluss der Einlaufwassertemperatur, der Auslaufwassertemperatur, der Umgebungstemperatur und des Rückwärmungsgrades auf den optimalen Auslassdruck des Wärmepumpensystems quantitativ untersucht. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass niedrigere Einlaufwassertemperaturen, Auslaufwassertemperaturen und Umgebungstemperaturen dazu führen, dass sich der Wärmeübertragungsklemmepunkt zur Gas-Kühlerauslassseite bewegt, wodurch der optimale Auslassdruck des Systems sinkt; gleichzeitig kann durch die Verwendung einer Rückwärmungsart der Wärmeübertragungsklemmepunkt weiter zur Auslassseite des Gaskühlers verschoben werden, was den optimalen Auslassdruck weiter verringert. Die Studienergebnisse bestätigen, dass die Position des Wärmeübertragungsklemmepunkts einen wichtigen Einfluss auf den Wert des optimalen Auslassdrucks des Systems hat, weshalb auf dem Wärmeübertragungsklemmepunkt basierende Analyse- und Designmethoden eine größere Anwendbarkeit besitzen und eine theoretische sowie technische Grundlage für die Auslegung und Leistungsoptimierung von CO2-Wärmepumpensystemen in Anwendungen wie Wärmepumpenheizung und Fahrzeugwärmemanagement bieten können.
关键词
Überkritische CO2-Wärmepumpe; optimaler Auslassdruck; Wärmeübertragungsklemmepunkt; Rückwärmrate
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