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CO2热泵的研究历史

日期:2017年2月13日 10:58

1996年,挪威SINTEF研究所的Nesk和Petterson在NTNU-SINTEF热能实验室建成了世界上第一台热泵热水系统试验台。原型机电动机的效率为 0.9,当蒸发温度为0℃,气体冷却器入口水温从8℃,供水温度80℃时,系统性能系数COP仍然高达3.6,而且该实验系统能够提供90℃的热水。研究结果表明,CO2热泵热水器比电热水器节约能耗75%左右。

2000年,挪威科技大学Zakeri和Nesk等人在挪家生产半成品食品的ASEggprodukt工厂建立了第一台示范性工业用CO2热泵热水器。初步实验参数如下:蒸发温度14.3℃,吸气压力 50bar,压缩机吸气温度26℃,排气温度100℃,放热压力113bar,气体冷却器CO2出口温度9.2℃,水的进出口温度6.7/66℃,水的质流率0.26m3/hr,供热功率18.43kw,压缩机耗功3.2kw,系统供热性能系数可高达5.77。R. Kern(2006)将冷热水分层水箱应用于CO2热泵热水器中,冷水从水箱底部进入热水器,热水则从水箱顶部提供,从而提高了CO2热泵热水器性能。

2005年,挪威科技大学Stene设计了三段逆流式气体冷却器以更好的与其温度滑移相匹配。气体冷却器低温段用于水的预热,中温段用于低温空间供热,高温段用于将水加热到 60-70℃。

日本电研院(CRIEPI)与东京电力公司(TEPCO)及DENSO公司的M.Saikawa,K.Hashimoto等人合作于1998年9月开始进行CO2热泵热水器的基础理论研究。1999年,他们建起了CO2热泵热水器原型机实验台。2000年,在TEPCO对改进型CO2热泵热水器的全年平均性能系数进行了测算,结果表明包括风扇和水泵耗功在内的全年系统平均COP值仍可高达3.0,而且改进型系统在外界空气为-20℃时,仍可提供高达 90℃的热水。

日本Sanyo电器公司Mukaiyama等人研制的家用CO2热泵热水器,采用 20-120Hz的变频电动机驱动,在恒温室中对该系统在不同温度、湿度的性能进行了测试。结果表明制取65℃和90℃的热水时,年平均COP分别为3.53和2.72,比传统锅炉减少40%的CO2排放量。日本日立公司(2006)开发了能够随时提供热水的家用CO2热泵热水器。该热水器额定制热量和COP分别为23kw和4.6,不用掺混冷水就可以直接提供所需水温的热水。2002年,日本大金和松下公司也各自推出了自己的CO2热泵热水器。

在日本,从2001年投放市场以来,销售量稳步上升。根据制热量、水箱容量和地区适应性的不同,现今日本市场上有Mitsubishi、Daikin、Sanyo、Hitachi、Matsushita、Toshiba、Denso、Chofu等各公司共计16种以上不同类型的CO2热泵热水器。

国内院校中,天津大学、上海交通大学、西安交通大学等学府也对CO2热泵热水器开展了研究,天津大学和上海交通大学还制作了样机并对样机进行了详细的研究。国内企业方面,庆安制冷对CO2热泵热水器也进行了细致研究和样机开发工作。为了能使其自身开发的CO2压缩机在系统上有很好的表现,专门投入研发力量从CO2热泵热水器结构设计、流程进行设计、系统控制策略、电机拖动控制策略、控制器和水路系统等角度进行详细研究,为其今后CO2压缩机的推广奠定基础。

文章出处:http://baike.so.com/doc/577411-611285.html

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