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基于窄点温差的CO2回热式热泵系统性能分析王辉;王国辉【摘要】以油田低温余热利用为背景,分析了基本式和回热式两种CO2热泵系统输出参数,详细讨论了系统窄点位置和数量随冷凝压力的移动变化情况.结果表明,两种热泵系统均存在最优冷凝压力,回热器的加入有利于降低系统运行压力,提高系统性能系数(COP),在给定的条件下运行压力降低了4.2％,COP提高了1.7％.同时采用回热器是有条件的,在给定的外部工况条件下系统存在一个临界冷凝压力(9.33 MPa),当冷凝压力大于临界值时,回热器的加入不利于提高系统COP.当冷凝压力低于系统最优冷凝压力时,冷凝器的窄点只有1个,位于冷凝器入口;在系统处于最优冷凝压力时,冷凝器中出现2个窄点,分别在冷凝器内部和工质出口处;当冷凝压力高于系统最优冷凝压力时,冷凝器窄点又变为1个,固定在冷凝器工质侧出口处不变.回热器的窄点位于回热器低温侧出口,蒸发器的窄点位于蒸发器工质侧入口.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】6页(P16-21)【关键词】热泵;回热器;窄点温差;最优冷凝压力;性能系数【作者】王辉;王国辉【作者单位】中国石化胜利油田分公司河口采油厂;中国石化胜利油田分公司河口采油厂【正文语种】中文随着环境问题的日益突出，CFC类制冷剂因臭氧层的破坏已被禁止使用，HFC类制冷剂也将因较高的GWP被逐渐淘汰，自然工质CO2、NH3、HCs因其良好的环保性而备受关注。
其中CO2因其环保、无毒、不可燃、化学性质稳定，被视为最有应用潜力的制冷剂。
关于CO2热泵已有众多学者进行了研究，其在油田余热回收方面有独特的优势，CO2热泵能够获得常规工质不能达到的热水温度。
苗承武等[1]认为在油田生产过程中大量含油污水的热源没有得到利用，造成能源浪费。
罗小明等[2]也指出油田开采过程中大部分低焓余热水多数未能充分利用就排到环境中。
SARKAR[3]对喷射式CO2热泵系统进行了实验研究，通过控制喷射器开度控制喷射压力，实验结果表明，同时增大工作流体的压力和引射流体的压力可以提高喷射器的效率，从而提高喷射热泵系统性能。
压缩机回热器的作用原理压缩机回热器是一种用于冷冻系统中的重要组件，其作用是回收压缩机的热量，并提高系统的热效率。
具体来说，压缩机回热器通过将压缩机的排气气体与系统中的其他流体进行热交换，以回收热量并将其传送到其他部分或用于其他用途。
压缩机回热器的工作原理可以简单地概括为以下几个步骤：1. 压缩机排气：在压缩机工作过程中，气体被压缩为高温高压气体，并从压缩机排出。
这些排气气体携带着大量的热量。
2. 进入回热器：排气气体从压缩机排出后，会进入压缩机回热器。
回热器通常是一个换热器，其内部具有复杂的管路结构，用于增加热交换面积。
3. 热交换：在回热器中，排气气体与系统中的其他流体进行热交换。
这些其他流体可以是系统中的制冷剂、水或其他介质。
通过与其他流体的接触，排气气体的热量被传递给其他流体，而排气气体本身则被降温。
4. 提高热效率：通过回收排气气体中的热量，压缩机回热器有效地提高了系统的热效率。
传统上，排气气体的热量通常是浪费的，但通过使用回热器，这些热量可以得到充分利用。
回热器可以将热量传递给其他部分，如锅炉的进水或其他需要加热的介质，从而提高整个系统的效率。
5. 减少排放：由于压缩机回热器将排气气体中的热量回收并再利用，系统的热效率提高，从而减少了消耗的能量和燃料数量。
这不仅降低了系统的运行成本，还减少了对环境的负面影响。
总结来说，压缩机回热器的作用原理是通过将压缩机的排气气体与系统中的其他流体进行热交换，回收排气气体中的热量，并提高系统的热效率。
通过回收和再利用排气气体中的热量，压缩机回热器减少了能量和燃料的消耗，并减少了对环境的负面影响。
这使得压缩机回热器成为冷冻系统中不可或缺的组件之一。
回热器对电动汽车跨临界CO2制冷系统影响传统车⽤空调使⽤的制冷剂是R134a,尽管能满⾜车辆制冷需求,但在低温环境下制热时,系统性能较差，且R134a的温室效应指数⽐较⾼,⾯临替代问题。
CO2作为⾃然制冷剂,环保⽆污染,适合替代汽车空调CFCs类制冷剂,虽然CO2的临界温度低,临界压⼒⾼,⼀般需要跨临界运⾏,但跨临界CO2系统制热性能优越,也可以满⾜车辆制冷需求,因此,兼顾制冷制热性能的跨临界CO2热泵型空调系统是新能源汽车空调的重要发展⽅向。
1、跨临界CO2制冷系统的理论分析和实验设计1.1 系统流程和理论分析跨临界CO2制冷系统的主要部件包括压缩机、⽓体冷却器、蒸发器、回热器、膨胀阀和储液器,实验原理如图1所⽰,压缩机出⼝的制冷剂在⽓体冷却器中放热后,进⼊回热器与低温制冷剂换热,在膨胀阀中节流后进⼊蒸发器吸收车内热量,储液器出⼝的制冷剂进⼊回热器与前述⾼温制冷剂换热后回到压缩机吸⽓。
为了表⽰回热器回热量的多少,定义回热度式中:t是使⽤回热器后系统的膨胀阀前温度;twithout是相同⼯况下不使⽤回热器时膨胀阀前温度。
35 ℃环境温度下不同回热量和排⽓压⼒的跨临界CO2汽车空调系统压焓图，如图2所⽰,在35 ℃的环境下,不使⽤回热器时,调节电⼦膨胀阀使排⽓压⼒为10 MPa左右,随后不改变压缩机转速和电⼦膨胀阀开度,调节流量调节阀,使回热度从0 ℃增加到5.4 ℃。
不使⽤回热器时制冷能效⽐式中:q为单位制冷量;w为单位功耗。
使⽤回热器后,由于阀前温度的降低,跨临界CO2系统的单位制冷量增加了Δq,单位压缩功从w变为w′,其制冷能效⽐进⼀步调节电⼦膨胀阀,使排⽓压⼒升⾼⾄10 MPa左右,即使在回热度更低的情况,系统的单位制冷量还是有所提⾼。
可见,由于单位制冷量的增加,⼀⽅⾯,使⽤合适⼤⼩的回热器可以有效增加系统制冷能效⽐;另⼀⽅⾯,在不改变电⼦膨胀阀开度和压缩机转速时,使⽤回热器后,压缩机的排⽓压⼒明显降低,吸⽓压⼒略微上升,同时,吸⽓温度和排⽓温度均明显升⾼。
回热循环名词解释-回复
回热循环是指在制冷或热泵系统中，通过将冷凝器的一部分热量回收到蒸发器来提高系统的效率。
在传统的制冷循环中，冷凝器中的热量被排放到环境中，而在回热循环中，这部分热量被重新利用，减少了能源的浪费。
具体来说，在回热循环中，从压缩机排出的高温高压气体首先经过一个回热器，与低温低压的蒸发器出口混合，使得部分热量被转移到蒸发器中，从而提高了蒸发器的温度和压力。
这样，可以在较低的压力下实现制冷或加热的效果，从而提高了系统的效率。
回热循环通常用于大型制冷和空调系统中，以减少能耗和运行成本。
回热的原理
回热是一种常见的热力循环过程，它在许多工业和生活中的应用中发挥着重要作用。
回热的原理是利用热能的传递和转化，实现能量的再利用，从而提高能源利用效率。
在本文中，我们将深入探讨回热的原理及其应用。
首先，回热的原理基于热能的传递。
当热能通过热源传递到工作物质时，工作物质吸收了热量，温度升高，从而具有了能量。
然后，工作物质将带着热能进行工作，完成一定的功，同时也将热能带出。
接着，在回热器中，工作物质释放出部分热能，将其传递给冷却介质，使冷却介质升温，而工作物质自身温度降低。
这样，热能得到了再次利用，提高了能源利用效率。
其次，回热的原理还涉及热能的转化。
在回热过程中，热能被转化为了功，从而实现了能源的再利用。
这种能量转化的过程，不仅提高了系统的热效率，还减少了能源的浪费，符合能源可持续利用的原则。
回热的原理在许多领域都有着广泛的应用。
例如，在汽轮机中，通过回热器实现了燃气的再加热，提高了汽轮机的热效率；在核电站中，通过回热循环，将核反应产生的热能转化为电能，实现了核能的高效利用；在空调系统中，通过回热器实现了冷凝水的再加热，提高了空调系统的制冷效率。
总之，回热的原理是基于热能的传递和转化，实现了能量的再利用，提高了能源利用效率。
它在工业和生活中有着广泛的应用，对于能源的节约和环境的保护具有重要意义。
希望本文能够帮助大家更加深入地理解回热的原理及其应用，促进能源的可持续利用。
回热循环
链接：/baike/2349.html
回热循环
简介
回热循环被现代蒸汽动力工程所普遍采用,它是在朗肯循环的基础上,对吸热过程加以改进而得到的。
在朗肯循环中，新蒸汽的热量在汽轮机中转变为功的部分只占30%左右，而其余70%左右的热量随乏汽进入凝汽器
，在凝结过程中被循环水带走了。
另外，进入锅炉的给水温度是凝汽器工作压力下的饱和温度。
因为凝汽器内饱和温度很低，在锅炉内将给水加热到过热蒸汽的整个过程，吸热平均温度不高，致使朗肯循环热效率也较低。
为了提高工质的平均吸热温度，减少凝汽器中被冷却水所带走的热量，人们采用了利用抽汽加热给水的热力循环——回热循环。
另外，在蒸气压缩式制冷装置中，使冷凝器流出的制冷剂液体与刚离开蒸发器制冷剂蒸气换热，使液体进一步过冷气体进一步过热，这样的制冷循环也称为回热循环。
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热力学循环在温室气体回收利用中的应用与评估随着全球环境问题的日益严重，温室气体的排放成为了全球关注的焦点。
为了减少温室气体的排放并实现可持续发展，人们开始探索利用热力学循环技术来回收和利用温室气体。
本文将探讨热力学循环在温室气体回收利用中的应用，并对其进行评估。
热力学循环是一种能够将热能转化为机械能的过程。
在温室气体回收利用中，热力学循环可以通过回收废气中的热能来产生电力或其他形式的能源。
其中，最常见的热力学循环是蒸汽动力循环，它利用水蒸汽的相变来驱动涡轮机，从而产生电力。
除了蒸汽动力循环，还有其他各种热力学循环，如有机朗肯循环、卡诺循环等，它们在不同的应用领域有不同的优势和适用性。
在温室气体回收利用中，选择适当的热力学循环对于实现高效能源回收至关重要。
首先，需要考虑温室气体的性质和排放量。
不同的温室气体具有不同的热特性，例如二氧化碳的临界温度较高，而甲烷的热导率较低。
因此，在选择热力学循环时，需要充分考虑温室气体的特性，以确保能够高效地回收和利用热能。
其次，需要考虑热力学循环的效率和可持续性。
热力学循环的效率是指其能够将热能转化为机械能的能力。
高效的热力学循环可以最大限度地回收和利用温室气体中的热能，从而提高能源利用效率。
此外，热力学循环的可持续性也是评估其应用价值的重要指标。
可持续性包括对环境的影响、资源消耗和经济成本等方面的考虑。
选择具有较低环境影响和资源消耗的热力学循环可以实现可持续的温室气体回收利用。
除了热力学循环本身的选择，还需要考虑与其配套的设备和系统。
例如，在蒸汽动力循环中，涡轮机和发电机是不可或缺的组成部分。
选择高效的涡轮机和发电机可以提高热力学循环的效率和性能。
此外，还需要考虑废气的净化和处理技术，以确保回收的温室气体不会对环境造成污染。
评估热力学循环在温室气体回收利用中的应用，需要综合考虑技术、经济和环境等多个因素。
技术评估包括热力学循环的效率、可靠性和适用性等方面的考虑。
汽轮机抽气回热循环的原理汽轮机抽气回热循环是一种常用于发电厂和工业领域的能量回收系统。
它通过在汽轮机的排气中抽取一部分高温高压蒸汽，经过回热器与主蒸汽循环进行热交换后，再次进入汽轮机以产生额外的功率输出。
汽轮机抽气回热循环的原理如下：1. 汽轮机工作原理：汽轮机通过高压蒸汽的喷射作用驱动转子旋转，以此产生机械能。
蒸汽从锅炉中产生，然后经过高压和低压缸的连续膨胀和冷凝循环来工作。
2. 抽气装置：在汽轮机排气系统中，设置了一个抽气装置来抽取部分高温高压蒸汽。
这个装置通常位于高压缸和低压缸之间，可以将一部分高温高压蒸汽抽出。
3. 回热器：抽出的高温高压蒸汽进入回热器，与主蒸汽循环中的低压蒸汽进行热交换。
在回热器内，高温高压蒸汽的热量被传递给低压蒸汽，使其温度和压力升高。
4. 再次进入汽轮机：通过回热器进行热交换后，高温高压蒸汽再次被引导进入汽轮机，进入低压缸和高压缸进行膨胀工作。
通过进一步释放热量和能量，这部分蒸汽可以产生额外的功率输出。
汽轮机抽气回热循环的优势：1. 提高效率：通过在汽轮机排气中回收热能，抽气回热循环可以提高汽轮机的热效率，使能源利用更加高效。
2. 减少能源浪费：回收排气中的高温高压蒸汽，使其再次进入汽轮机以产生额外的功率，可以减少能源的浪费。
3. 实现能源综合利用：通过将回收的热能用于其他工业过程或提供给供热系统，汽轮机抽气回热循环可以实现能源的综合利用，提高能源利用效率。
4. 减少环境污染：汽轮机抽气回热循环可以降低烟气中的二氧化碳和其他有害物质的排放，对环境有一定的净化作用。
5. 成本效益：通过提高汽轮机的热效率和能源利用效率，汽轮机抽气回热循环可以降低能源消耗和成本，提高经济效益。
总结起来，汽轮机抽气回热循环通过在汽轮机排气中回收高温高压蒸汽，经过回热器与主蒸汽循环进行热交换，再次进入汽轮机以产生额外的功率输出。
它能够提高汽轮机的热效率、减少能源浪费、实现能源综合利用、降低环境污染并提高成本效益，对于节约能源、改善能源结构和保护环境具有重要意义。
