二氧化碳热泵技术

文章编号:ISSN1005-9180(2009)04-0042-07X二氧化碳制冷和热泵循环周子成(广东西屋康达空调有限公司,广东佛山528000)[摘要]二氧化碳制冷剂由于它的制热性能系数高和对大气的全球气候变暖潜能值小,现在获得了愈来愈多的应用,尤其是在热泵热水器和汽车空调领域。

本文论述二氧化碳制冷剂的各种制冷和热泵循环。

[关键词]二氧化碳;制冷;热泵;循环[中图分类号]TQ05115;TU833[文献标识码]AC arbon Dioxide C ooling and Heating C yclesZ HOU Zicheng(Guangdong Siukonda Air Conditioning Co1,Ltd1,Guangdong528000,China) Abstract:Owing to the hi gh coefficient of heating and low Global Worming Potential,The application of carbon dioxide refri gerant is more and more widely1Especially in the area of heat pu mp water heaters and car air conditioners1In this pa-per,the di fferent kinds of carbon diox ide refrigerant cooling and heating cycles are discussed1Keywords:Carbon Dioxide;Refrigeration;Heat pump;Cycle1引言二氧化碳(CO2)是一种不破坏大气臭氧层(ODP=0)和全球气候变暖指数很小(GW P=1)的天然制冷剂。

国际标准和国家标准中的编号是R744。

它安全、低毒、不燃烧、与润滑油和金属及非金属材料不起作用、高温下也不会分解成有害气体。

2017二氧化碳热泵执行标准2017年二氧化碳热泵执行标准引言二氧化碳热泵技术作为一种可持续发展的新型能源利用方式，具有高效、节能、环保等优点，因此在全球范围内越来越受到关注。

为了规范二氧化碳热泵的生产、安装和使用，保证其运行稳定、性能优良，制定本标准。

一、范围本标准规定了二氧化碳热泵的术语和定义、分类、要求、试验方法等。

二、术语和定义2.1 二氧化碳热泵：利用二氧化碳作为工质的热泵系统，通过吸热和放热过程实现能源的传递和利用。

2.2 COP：热泵的性能系数，表示热泵在单位时间内从外界吸收的热量与单位时间内输入的功率之比。

2.3 能效比：热泵系统的能效指标，表示单位时间内输出的热量与单位时间内输入的能量之比。

三、分类和要求3.1 二氧化碳热泵应分为高温热泵、中温热泵和低温热泵三种类型，并分别满足以下要求：3.1.1 高温热泵a) COP应不低于3.5；b) 温升应不低于65℃；c) 噪声应不大于45dB；d) 运行稳定，连续工作时间应不少于8小时。

3.1.2 中温热泵a) COP应不低于3.0；b) 温升应不低于45℃；c) 噪声应不大于40dB；d) 运行稳定，连续工作时间应不少于12小时。

3.1.3 低温热泵a) COP应不低于2.5；b) 温升应不低于35℃；c) 噪声应不大于35dB；d) 运行稳定，连续工作时间应不少于24小时。

3.2 二氧化碳热泵应具备以下功能：a) 控制系统应实现自动调节和自动保护；b) 传感器应能实时检测环境温度和二氧化碳浓度；c) 设备应具备通风、排气和排水功能；d) 应设有防冻保护功能，保证低温工作环境下不结冰；e) 应具备对外界环境负荷变化的敏感性和快速调节能力。

四、试验方法4.1额定性能试验4.1.1 COP试验安装二氧化碳热泵，依照国家标准要求，在标准条件下测量热泵的输入功率和输出热量，计算COP值。

4.1.2 温升试验在标准条件下，测量热泵的供水温度和回水温度，计算温升。

二氧化碳热泵发展白皮书摘要：一、前言二、二氧化碳热泵的原理与优势1.二氧化碳热泵的工作原理2.二氧化碳热泵的优势三、二氧化碳热泵的发展现状1.国外发展现状2.国内发展现状四、二氧化碳热泵的应用领域1.工业领域2.农业领域3.商业领域4.家用领域五、二氧化碳热泵的发展前景与挑战1.发展前景2.挑战六、结论正文：一、前言随着环保问题日益成为国际关注的焦点，二氧化碳热泵作为一项环保、高效的能源转换技术，越来越受到人们的关注。

本文旨在介绍二氧化碳热泵的发展情况，分析其优势、应用领域及发展前景与挑战。

二、二氧化碳热泵的原理与优势1.二氧化碳热泵的工作原理二氧化碳热泵是一种利用二氧化碳作为制冷剂的热泵系统，其工作原理与传统热泵类似，通过制冷剂的循环，将低温热源的热量传递到高温热源。

2.二氧化碳热泵的优势二氧化碳热泵具有以下优势：（1）环保：二氧化碳是自然存在的物质，对环境影响较小。

（2）高效：二氧化碳热泵的制冷系数较传统热泵高，能效比传统热泵高约10%。

（3）安全：二氧化碳在常温下是气体，泄露时易于察觉，且在高温下不易燃烧。

三、二氧化碳热泵的发展现状1.国外发展现状目前，欧美等发达国家已经将二氧化碳热泵技术应用于多个领域，如工业、农业、商业和家用等。

尤其在欧洲，二氧化碳热泵在供暖、制冷及热水供应方面的应用得到了广泛关注。

2.国内发展现状我国对二氧化碳热泵的研究和应用起步较晚，但近年来在国家政策的支持下，二氧化碳热泵技术取得了快速发展。

目前，国内多家企业已经成功研发出二氧化碳热泵产品，并逐步推向市场。

四、二氧化碳热泵的应用领域1.工业领域：二氧化碳热泵可应用于工业生产过程中的余热回收、废热利用等场景，提高能源利用效率。

2.农业领域：二氧化碳热泵可应用于温室种植、养殖业等农业领域，提供恒温恒湿环境。

3.商业领域：二氧化碳热泵可应用于商业建筑的供暖、制冷及热水供应，降低运营成本。

4.家用领域：二氧化碳热泵可应用于居民家庭的供暖、制冷及热水供应，提高生活品质。

二氧化碳跨临界循环热泵热水系统的应用分析的开题报告
一、研究背景
随着全球能源消耗的不断增加和环境问题的日益突出，绿色、低碳、可持续的能源利用已成为当前能源技术研究的热点和前沿领域。

在此背景下，热泵技术成为了一
种节能环保的新型能源利用方式。

而跨临界CO2循环热泵技术由于具有较高的热效率和环保性，近年来受到了越来越多的关注和研究。

二、研究目的
本文旨在通过对二氧化碳跨临界循环热泵热水系统的应用分析，探究其在现有能源技术中的应用前景和优势。

三、研究内容
1. CO2跨临界循环热泵技术的原理与特点；
2. CO2跨临界循环热泵热水系统的组成、工作原理和优缺点；
3. 基于跨临界CO2循环热泵技术的热水系统应用案例；
4. CO2跨临界循环热泵热水系统的环境效益和经济优势分析。

四、研究方法
本文将采用文献调研法和实验分析法相结合的方法。

首先，对现有相关文献进行调研和分析，了解和掌握CO2跨临界循环热泵技术的基本原理和热水系统的组成、工作原理和优缺点。

其次，对CO2跨临界循环热泵热水系统进行实验，从实践角度探究其在应用中的效果和问题，并对其环境效益和经济优势进行实证分析。

五、预期成果
通过对CO2跨临界循环热泵热水系统的应用分析，本文将揭示此技术在热水供
应中的潜在应用前景和优势，并进一步明确其在实际应用中需要解决的问题和难点。

同时，本文还将对CO2跨临界循环热泵热水系统的环境效益和经济优势进行实证分析，为其在实践中的推广和应用提供理论和实践依据。

文章编号：CAR078提高二氧化碳热泵性能的途径周子成( 广东芬尼克兹节能设备有限公司)摘要二氧化碳热泵由于它的制热性能系数高和对大气的全球气候变暖潜能值小，现已获得了愈来愈多的应用。

尤其是在热水器和汽车空调领域。

本文论述如何提高二氧化碳热泵的性能。

关键词二氧化碳热泵性能系数THE WAY TO IMPROVE THE COP OF CARBON DIOXIDE HEAT PUMPZhou Zicheng(GuangDong PHNNIX Energy Conservation Equipment Co.Ltd.)Abstract The carbon dioxide heat pump becomes more and more widely used because of its high heating coefficient and low global warming potential, especially in the area of water heaters and vehicle air conditioning. This paper discussed the performance improvement of COP carbon dioxide heat pumps.Keywords Carbon dioxide Heat pump Coefficient of performance1 引言二氧化碳(CO2)是一种不破坏大气臭氧层（ODP=0）和全球气候变暖指数很小（GWP=1）的天然制冷剂。

国际标准和国家标准中的编号是R744。

它安全、低毒、不燃烧、与润滑油和金属及非金属材料不起作用、高温下也不会分解成有害气体。

二氧化碳的临界温度比较低，只有31.6℃，因此，只有在放热源温度较低时，才能在热泵、制冷循环里冷凝成液体，而在放热源温度较高时，它冷却成气体,这时的热泵、制冷循环称为跨临界循环。

空气能热水器用二氧化碳冷媒技术作为热水器行业“最年轻”的品类，空气能热水器进入中国市场几十年，但真正发展不过几年的时间。

而代表行业领先水平的二氧化碳冷媒技术一直掌握在少数欧美、日本发达国家手中，中国鲜有涉及。

海尔热水器此次展出的天沐系列空气能热水器采用二氧化碳冷媒作为导热介质，在多个方面实现了突破。

笔者了解到，应用了二氧化碳冷媒技术的海尔空气能热水器同时在节能、环保、静音、最高出水温度、使用地区、质保六个方面做到了行业最优。

在节能方面，应用了二氧化碳冷媒技术的海尔天沐KING系列空气能热水器COP（能效比）达到了5.2，也就是说用1度电就可以从空气中获取5度电所产生的热能，比普通电热水器节能80%，远超国家一级效能。

在环保和使用地区上，海尔天沐KING系列空气能热水器摒弃了国内普通空气能热水器常用的氟利昂，以二氧化碳为新冷媒进行热水加热，不仅对臭氧层0破坏，还打破了空气能热水器只能在华东华南地区使用的局限，能够在-25至43的范围内使用。

另外，由于二氧化碳热泵属于超临界循环，排气温度较高，使得天沐KING系列空气能热水器最高出水温度可以达到80，比普通空气能热水器出水温度高约45%。

38分贝的超静音，远远低于国家标准的55分贝要求。

2 CO2冷媒特性作为自然工质的CO2，在19世纪80年代到20世纪30年代被广泛于制冷空调领域，与氨（NH3）一样。

作为一种已经被使用过，可以取自于环境并被证明是对生态环境无害的制冷工质，后被性能较好的HCFC、CFD类人工合成冷媒替代；最近一段时间，由于环保、节能的要求，CO2冷媒凭其环保、安全、稳定、热力性质佳等优势，又一次受到了广泛的重视，尤其是在热泵热水器领域，产业化的商品发展较为迅速。

应用于制热循环时，由于其自身物性特点，CO2与现有常用的R22、R410A及R134a等工质的特性存在较大的差异。

环保性：如表1，R410A，R134a与CO2都是对大气臭氧层没有破坏作用，即其ODP值为0。