舒瑞普(SWEP)跨临界CO₂热泵系统换热器解决方案

随着公众对臭氧层破坏、温室效应等环境问题的日益重视,对环境友好且安全无毒的CO₂作为天然冷媒工质引起了业内人士的广泛关注。与此同时,CO₂凭借极佳的热力性质赋予热泵系统高效的节能特质,使其在市场上得以迅速发展。它的出水温度较高,在外界温度-30℃时,仍然能提供90℃的高温热水。常规制热工况下能效比达到4.5,远高于氟利昂热泵平均3.0的能效比。

  

▲CO₂工质物性图

 
▲跨临界CO₂热力循环图

不同于氟利昂系统中的膨胀阀,CO₂热泵系统的膨胀机构并不控制进入蒸发器的制冷剂流量,或蒸发器出口过热度,而是以控制系统高压,即气冷器的工作压力为目的,而气冷器的工作压力对系统能效又有决定性影响。在工作中,膨胀阀通过增加或减小开度,来对气冷器中的高压进行调节,使得气冷器始终工作在设定的压力状态下。

 
▲CO₂热泵系统简图

CO₂热泵系统吸气过热度及防止带液主要通过其他系统部件来实现,例如回热器。对跨临界CO₂系统,使用回热器对于提高系统性能有着非常显著的作用。从蒸发器出来的CO₂湿蒸汽与来自气冷器的超临界CO₂换热,一方面增加压缩机进口的CO₂温度,使其过热,从而确保在降低系统有害过热度的同时提高压缩机排气温度,以满足制取高温热水的需求;另外一方面,回热器的使用降低了节流前的CO₂温度,使得节流后两相流体的干度降低,提高蒸发器的换热系数,从而提高制冷量。

舒瑞普(SWEP)自上世纪90年代起便开始了针对跨临界CO₂气冷器应用的产品研发,旨在满足市场对于CO₂作为天然制冷剂的新兴需求,通过高效紧凑的钎焊板式换热器(BPHE)提高CO₂系统性能,助力客户凸显CO₂热泵产品的差异化优势,同时实现冷媒应用在环保安全层面的创新突破。

 
▲采用B18作为气冷器和回热器的风冷热泵

(制热量48kW)

目前,舒瑞普(SWEP)可为客户提供从5kW换热量到最大单台250kW换热量的多种超高压钎焊板式换热器(BPHE)产品,其中U系列(Ultra-pressure)产品的设计压力为140Bar,堪称业内最高,测试压力则达到200Bar。随着业内对于CO₂技术关注度的日益增高,舒瑞普(SWEP)超高压钎焊板式换热器(BPHE)已在国内外跨临界CO₂系统气冷器和回热器的应用中收获诸多成功案例,优势产品包括B18、B185和B12。

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