Fluid Machinery and Engineering Project -- Research on Circulation System of Supercritical Carbon Di
admin
2022-09-15
流体机械及工程类项目---基于透平压缩机的跨临界二氧化碳热泵循环系统研究
Fluid Machinery and Engineering Project -- Research on Circulation System of Supercritical Carbon Dioxide Heat Pump Based on Turbocompressor
技术编号
XN-293
提供单位
无
技术大类
资源能源利用技术
联系人
孙瑞赓 刘 双 蔡 克 张海龙 侯 莹
技术类型
能源利用技术
电话
18091832573 15691863236 18682903737 18991150791 18991392790
邮箱
sunruigeng@xjtuedu.onaliyun.com skliushuang@163.com caikework@163.com zhlnj123@126.com houying.183@306.com
适用范围
流体机械及工程类项目
推荐单位
广西东盟技术转移中心
-
技术简要说明本项目开发的是一种较大容量跨临界二氧化碳热泵系统,由离心压缩机、气体冷却器、透平膨胀机、蒸发器等主要部件构成。该系统具有供热系数高, 结构紧凑,生产热水温度高,膨胀比小,膨胀功大的特点。采用透平膨胀机回收膨胀功,可有效减少节流损失,提高系统 COP 值及效率。系统采用离心压缩机,具有体积小、振动噪音小、气量大且供热集中的优点。所以,本项目所开发的二氧化碳热泵循环系统,不但在环境保护方面具有很大优势,而且节能潜力非常大,所以市场应用前景广阔。 主要创新性:项目组通过研究自行建立了跨临界二氧化碳热泵系统的数学模型,对系统各部件进行了数学建模;计算确定了系统各状态点的热力参数,研究了各参数的取值范围,以及各参数对系统 COP 及效率的影响规律;采用多目标优化方法对系统进行优化,确定了最优参数组合,使得系统 COP 及效率达到最高。 系统中的离心式压缩机,采用两级压缩、中间冷却的设计方案,对压缩机进行了详细设计。通过对系统的研究确定透平膨胀机的进出口参数,编制膨胀机热力设计计算程序,设计了膨胀机蜗壳、喷嘴、工作轮、扩压器的基本几何参数。对压缩机和膨胀机建立了三维模型,数值计算网格模型,并进行数值计算分析,对叶片流道及工作轮流道进行优化,获得高效的压缩机和膨胀机方 案。由于二氧化碳的临界温度只有 31.1℃,临界压力为 7.38MPa,它的临界温度通常低于空调和热泵系统的排气温度,因此本系统采用跨临界循环模式。而冷却放热的高压侧压力高达 9~11MPa,低压侧压力在 3MPa 左右,节流部分压差高达 6-8MPa,结合近临界区二氧化碳特殊的热物性和传输性,所以常规二氧化碳跨临界循环系统性能并不高,提高整个系统性能的关键在于降低节流部分的损失。本项目采取两级压缩以及单级膨胀回收膨胀功的方式来提高系统性能, 可以获得高性能的跨临界二氧化碳热泵系统。 市场行业情况:本项目主要应用于城市居民或企业大规模供热系统,以及低温热源的再利用和能源回收等系统。由于二氧化碳的特性,以及跨临界系统循环的特性,本项目研制的热泵系统有供热热水温度较高,系统结构紧凑简洁,占地面积小, 可以代替热水锅炉进行采暖和生活热水供应,也可用于汽车空调的研发。二氧化碳热泵目前来说是一个新生事物,但是由于工质以及循环特性,有较高的研究价值和应用前景。
-
技术提供方西安交通大学国家技术转移中心
-
技术主要指标信息无
-
商业应用情况无
-
希望在技术转移过程中得到的帮助/支持无
-
商业应用单位联系人/电话/邮箱无
-
设备投资无
-
年运行维护费用无
-
投资回收期无
-
附加效益无
-
综合效益无
-
障碍对技术转移影响等级无
-
提交日期无
-
技术成熟度原理样机 中试 产业化
-
技术适用性与使用条件无
-
技术稳定性无
-
技术安全性无
-
技术转移推广障碍无
-
知识产权转让无