铁路沿线供暖用低温空气源热泵热力性能对比研究

我国北方铁路沿线站段冬季采暖主要以燃煤锅炉为主,随着冬季雾霾现象日益严重,采用空气源热泵作为北方铁路沿线传统燃煤锅炉供暖的替代方式,对于减少能源消耗、改善大气环境具有重要意义。研究跨临界CO2热回收热泵和回热循环热泵系统2种低温空气源热泵系统,对其热力性能进行了实验和对比分析。结果表明,当环境温度不变时,随着供水温度由45℃升高至55℃,跨临界CO2热回收热泵制热量和COP均升高;随着供水温度由45℃升高至50℃,回热循环热泵制热量和COP均逐渐降低。当供水温度低于50℃时,回热循环热泵COP高于跨临界CO2热回收热泵,回热循环热泵系统的节能效果更为显著;当供水温度超过50℃时,跨临界CO2热回收热泵的性能更优。在低温环境条件下,跨临界CO2热回收热泵系统能够提供更高的供水温度,并有效提升空气源热泵的制热性能,结合我国北方铁路沿线站段的供暖需求和气候条件,提出相较于回热循环热泵系统,跨临界CO2热回收热泵系统的适用性和热力性能更为优越。

螺旋压缩膨胀制冷机制冷循环热力性能分析

螺旋压缩膨胀制冷机是一种近似布雷顿循环的新型制冷机,与布雷顿制冷循环相比,其压缩过程更接近于等温压缩过程。首先提出了螺旋压缩膨胀制冷机制冷循环,其次采用数学理论计算方法就特定工况下螺旋压缩膨胀制冷机制冷循环过程的热力性能和制冷系数与布雷顿循环进行比较研究。研究发现:一定条件下,得到相同制冷量时,螺旋压缩膨胀制冷机制冷循环比布雷顿循环节约13.4%的压缩功;螺旋压缩膨胀制冷机制冷循环的制冷系数明显大于布雷顿制冷循环的制冷系数;随着制冷量的增大,两种制冷循环的制冷系数均逐渐增大,相同条件下螺旋压缩膨胀制冷循环的制冷系数比布雷顿制冷循环的制冷系数增加更明显。