不同热流工况对CO2相变储能换热器的影响

邓广哲; 袁超; 蔚斐

doi:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0403

西安科技大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (04) : 663 -673. DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0403

不同热流工况对CO₂相变储能换热器的影响

邓广哲, 袁超, 蔚斐

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摘要

碳排放不仅涉及能源消耗与工业发展，更关乎人类生活方式和未来可持续发展。为降低碳排放，相变储能技术已成为碳捕集与存储的重要手段之一。针对一种CO₂-水热管储能换热装置展开研究，分析不同CO₂与热流体温度状态对换热特性的影响；通过试验对比，探索满足给定工况的气-水两相流换热规律，并基于理论框架解析影响相变储能换热器性能的控制参数。结果表明：CO₂出口温度与热流体温度呈显著相关性，初始温度每升高1℃,CO₂温度平均上升0.27℃;CO₂相变吸热量随初始温度增加呈指数递增趋势，而热源制热量则与初始温度保持线性关系；在水泵功率恒定时，系统性能系数随热源温度升高逐渐降低；当热源温度恒定时，能效比与水泵功率呈正相关，能效比是热源制热量与水泵功率协同作用的结果；当热流体温度优选为80℃,且水泵功率设定为1.5 kW时，系统能效比达到最优。合理匹配热流体温度与水泵功率可实现热泵性能优化，对节能降耗及提升CO₂利用效率具有显著作用。