基于超音速两相膨胀器的新型CO_(2)热泵与制冷循环研究

综合性能优异的自然工质CO_(2)在改善环境问题方面具有重要作用。基于环保安全的CO_(2),采用制冷效率较高、结构简单、无运动部件的超音速两相膨胀器作为膨胀降温装置,构建新型CO_(2)热泵与制冷循环,对新循环进行热力学分析和模拟计算研究。结果显示,理想的热泵循环最大热泵系数COP_(h)为5.83、最大制冷系数COP_(c)为4.90,展现出良好的制热制冷性能;空调温区工况,新型CO_(2)制冷循环COP_(c)为6.69,是现有制冷性能相对最优的CO_(2)跨临界制冷循环COP的1.63倍,且系统运行压力降低,安全性可靠性提高;冰箱温区工况,COP_(c)随STPE入口压力的增大稳定在3.5附近,相对卡诺效率保持在0.78左右。研究表明,基于超音速两相膨胀器的新型CO_(2)热泵与制冷循环具有一定的发展潜力,为CO_(2)利用提供一种可能的参考。