超临界CO2/R41小通道内的换热特性

对R41和混合工质CO2/R41（20.5/79.5）、CO2/R41（51.4/48.6）在直径为2 mm的水平光滑圆管中的超临界冷却流动换热特性进行了实验研究。质量流速范围为400～800 kg·m^-2·s^-1，压力为6.0～8.0 MPa，热通量为12～48 kW·m^-2，流体温度为20～80℃。3种工质的对流传热系数的极值随 CO2含量的增加而增大，在相同条件下R41的传热系数小于CO2/R41的传热系数。混合物的超临界传热系数变化规律与纯R41相同。实验条件下，3种流体的传热系数在2～25 kW·m^-2·K^-1之间，压力的影响显著，越接近临界压力对应压力条件下的传热系数极值越高。在远离准临界点的区域传热系数随热通量变化不明显，而在准临界点附近对流传热系数的极值随热通量的增加而小幅减小。将实验结果与经验关联式计算结果进行了比较，有4个关联式的预测效果较好，误差均在±30%以内，预测误差随CO2含量的增加而下降。

将CO2、R170和R41应用于跨临界空气源热泵热水器系统的性能对比研究

基于一套空气源热泵热水器系统,首先建立了相关的热力学参数计算模型,之后将CO2、R170和R41这3种制冷剂分别应用于该系统,并对跨临界循环的热力学性能及[火用]效率进行计算,最后对各性能参数进行详细对比。研究结果表明:在同样的工况下对比COPheat和[火用]效率,R41系统分别比CO2系统提升了31.77%和23.34%,而R170系统则提升了4.9%和3.6%;R41和R170在提升系统制热量方面也具有明显的优势;R41和R170的系统最优运行高压也比CO2系统分别降低了35%和43%。因此,除了CO2外,R41和R170也是另外2种很有潜力的应用于跨临界循环的制冷剂。

CO_2二元混合物压缩/引射制冷循环性能研究

引入CO_2混合物以及利用压缩/引射制冷循环,能有效提高其系统循环效率。建立了两相流引射器系统,采用均相流的索科洛夫理论、Eames等理论及热力学方法中两相流引射器模型进行分析,通过与文献中的实验结果对比,确定热力学方法在两相流引射器的设计计算中较为接近实际。基于热力学方法对CO_2/R32(质量比40/60)、CO_2/R41(质量比20/80)两类二元非共沸混合工质压缩/引射制冷循环系统的效率进行分析,发现带引射器比不带引射器时效率分别提高了30%和20%,而且通过引入混合物改善物性后的系统效率可以比纯工质CO_2系统效率提高50%以上,同时证明了CO_2/R32的效果要好于CO_2/R41。