马瑞芳 李 雯 李世平 罗会龙



CO2热泵双级冷却套管式气体冷却器性能数值模拟

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（1.昆明理工大学建筑工程学院 昆明 650500；2.云南省农村科技服务中心 昆明 650021）

建立了跨临界CO2制冷系统中双级冷却套管式气体冷却器模型，对管内CO2侧和水侧的流动及换热进行了数值仿真。分析了各种参数下的双级冷却套管式气体冷却器的性能。比较了多种工况下的仿真结果与试验数据，验证了该模型的正确性。

CO2热泵；跨临界循环；双级冷却套管式冷凝器；仿真

0 引言

CO2热泵备受国内外学者关注，其工质CO2对环境友好，ODP值为0，GWP值为1。此外，CO2热泵出水温度可达90℃，可较好地满足采暖、空调和生活热水的需求。目前国内CO2跨临界循环系统中气体冷却器主要有微通道气体冷却器及套管式气体冷却器，微通道的应用研究只是出现在CO2汽车空调等空冷式气体冷却器中，套管式气体冷却器在CO2热泵热水器中比较常见[1]。

跨临界CO2热泵系统中高压热交换器（即气体冷却器）内的工质工作在临界压力之上（7.4～12MPa）。跨临界CO2的热物性随温度和压力剧烈变化，使得管内的流动换热十分复杂，根据文献[2-6]比较发现Gnielinski公式的计算值与实验值有较好的符合度。本文以能量平衡的方法建立气体冷却器模型，采用coolpack软件进行CO2的热物性计算，分析各因素对双级套管式气体冷却器换热性能的影响。

1 气体冷却器的结构

双级冷却套管式气体冷却器是一种高效紧凑式换热器，其结构与外观见图1。……