CO₂水合物蓄冷空调系统的热力学分析

摘要

为了转移建筑峰值负荷，提出一种CO₂水合物蓄冷空调系统，该系统以CO₂为循环工质，以CO₂水合物为蓄冷介质，采用直接接触式蓄冷方式，可有效减少传热热阻，提高系统性能。基于热力学循环分析方法，对CO₂水合物蓄冷系统循环建立数学模型，进行理论分析，结果表明：当CO₂消耗量增加到制冷剂质量流量的20%时，系统的性能系数增加到原来的1.25倍。根据温度降低CO₂水合物更容易生成的特性，随着蒸发温度的升高，潜热蓄冷量减少，总瞬时蓄冷量和压缩机功耗降低，系统性能系数增大。升高蒸发温度和降低气冷器出口温度有助于提升蓄冷系统的性能。气冷器出口温度对系统的最优排气压力影响较大，而蒸发温度的变化对系统最优排气压力影响较小。当蒸发温度从2℃升高到8℃时，系统的最优排气压力值均维持在8.6 MPa左右。当气冷器出口温度从35℃升高到45℃时，最优排气压力的平均上升幅度约为0.24 MPa/℃。

关键词

CO₂水合物 / 蓄冷空调 / 蓄冷介质 / 直接接触 / 性能系数 / 最优排气压力

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFC3802501-5)