空气源热泵热水器的翅片管式蒸发器设计.pdf

空气源 CO2 热泵热水器的翅片管式蒸发器设计
刘业凤鲍团卫龚国栋
(上海理工大学能源与动力工程学院, 上海 200093)
摘要:本文介绍了空气源 CO2 热泵热水器的蒸发器研究现状,分析了翅片管式蒸发器内的流动与换热特性
及换热关联式,并根据工作压力进行了安全压力设计计算。最后给出了蒸发器的设计工况及结构,为以后
进行此类蒸发器的设计提供参考。
关键词:二氧化碳热泵; 翅片管蒸发器; 二氧化碳换热关联式; 设计计算
The design of finned tube evaporator on CO2 heat pump
water heater with air source
Liu Yefeng,Bao Tuanwei , Gong Guodong
(School of Energy & Power Engineering of University of Shanghai for Science and Technology,
Shanghai 200093)
Abstract:This paper introduced the research state of evaporator of CO2 heat pump water heater
with air source on present, analyzing the features of flow and heat transfer and heat transfer
correlation in the finned tube evaporator. The safe pressure of the evaporator was designed and
calculated. The evaporator’s design conditions and structure were given at last to provide
reference for those who also design such evaporators in the future.
KeyWords: CO2 heat pump; Finned tube evaporator; CO2 Heat transfer correlation;
Design and calculation
作者简介:刘业凤(1973-)女博士副教授
0 前言
近年来,国内外众多研究机构及大学都开发了CO2热泵热水器的样机,并进行了相应的
实验研究。从已公开的文献资料中可知,国外进行研究的二氧化碳热泵热水器多以空气源为
主,类型为翅片管式。日本的三洋、松下、大金等公司在本国市场上销售的家用跨临界二氧
化碳热泵热水器采用的就是这种形式。目前的研究主要集中在气体冷却器上,关于蒸发器的
研究则较少。由于加工条件及加工成本的限制,国内一些大学及研究机构开发的样机多以水
源为热源,所用蒸发器为壳管式或套管式。但在冬季水温较低的情况下,蒸发器中的水在流
量较小的情况下容易发生结冰,从而造成管路堵塞,使运行工况受到限制。西安交通大学的
[1]
李涛等人应用分布参数法建立了CO2 的翅片管式蒸发器的数学模型,分析了制冷剂侧和空