Исследование конструкции эжектора для применения теплового насоса на CO₂ с использованием Dymola
- Авторы: Metsue A.1, Bartosiewicz Y.1, Poncet S.2
-
Учреждения:
- Institute Mechanics, Materials, and Civil Engineering (iMMC), Université catholique de Louvain (UCLouvain)
- Mechanical Engineering Department, Université de Sherbrooke
- Выпуск: Том 112, № 4 (2023)
- Страницы: 227-236
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://freezetech.ru/0023-124X/article/view/635384
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF635384
- ID: 635384
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
В данной работе для изучения влияния конструкции эжектора на весь цикл теплового насоса, работающего на углекислом газе, используется инструмент моделирования Dymola. Цикл построен с использованием компонентов библиотеки TIL Modelica. Выяснилось, что модели эжекторов в TIL весьма ограничены, в частности, они не могут правильно отразить выход на расчетный режим и быстрое снижение производительности при работе вне расчетного режима. Поэтому собственная современная модель эжектора, изначально разработанная на языке Python, реализована в виде объекта Dymola. Затем указанная модель калибруется на основе экспериментальных данных по CO₂. Исследована работа простой системы теплового насоса на базе CO₂ с акцентом на размеры эжектора при фиксированной геометрии. Выяснилось, что существует размер эжектора, который позволяет достичь максимального COP цикла. Кроме того, в этой точке оптимального COP не достигается критическое давление в эжекторе; эжектор работает в пределах расчетного режима.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Antoine Metsue
Institute Mechanics, Materials, and Civil Engineering (iMMC), Université catholique de Louvain (UCLouvain)
Автор, ответственный за переписку.
Email: antoine.metsue@usherbrooke.ca
Бельгия, Лувен-ля-Нев
Yann Bartosiewicz
Institute Mechanics, Materials, and Civil Engineering (iMMC), Université catholique de Louvain (UCLouvain)
Email: yann.bartosiewicz@uclouvain.be
Бельгия, Лувен-ля-Нев
Sébastien Poncet
Mechanical Engineering Department, Université de Sherbrooke
Email: sebastien.poncet@usherbrooke.ca
Канада, 2500, Шербрук, Университетский бульвар
Список литературы
- Liu J., Wang L., Jia L., Xue H. Thermodynamic analysis of the steam ejector for desalination applications // Appl. Therm. Eng. 2019. Vol. 159, N. 1. P. 113883.
- Ipakchi O., Mosaffa A.H., Garousi Farshi L. Ejector based CO₂ transcritical combined cooling and power system utilizing waste heat recovery: A thermoeconomic assessment // Energy Convers. Manag. 2019. Vol. 186, N. 1. P. 462–472.
- 3. Besagni G., Mereu R., Inzoli F. Ejector refrigeration: A comprehensive review // Renew. Sustain. Energy Rev. 2016. Vol. 53, N. 1. P. 373–407.
- Aidoun Z., Ameur K., Falsafioon M., Badache M. Current Advances in Ejector Modeling, Experimentation and Applications for Refrigeration and Heat Pumps. Part 1: Single-Phase Ejectors // Inventions. 2019. Vol. 4, N. 1. P. 15.
- Aidoun Z., Ameur K., Falsafioon M., Badache M. Current Advances in Ejector Modeling, Experimentation and Applications for Refrigeration and Heat Pumps. Part 2: Two-Phase Ejectors // Inventions. 2019. Vol. 4, N. 1. P. 16.
- Tashtoush B.M., Al-Nimr M.A., Khasawneh M.A. A comprehensive review of ejector design, performance, and applications // Appl. Energy. 2019. Vol. 240, N. 1. P. 138–172.
- Elbel S., Hrnjak P. Experimental validation of a prototype ejector designed to reduce throttling losses encountered in transcritical R744 system operation // Int. J. Refrig. 2008. Vol. 31, N. 3. P. 411–422.
- Taslimi Taleghani S., Sorin M., Poncet S. Modeling of two-phase transcritical CO₂ ejectors for on-design and off-design conditions // Int. J. Refrig. 2018. Vol. 87, N. 1. P. 91–105.
- Metsue A., Debroeyer R., Poncet S., Bartosiewicz Y. An improved thermodynamic model for supersonic real-gas ejectors using the compound-choking theory // Energy. 2021. (In Print).
- Chen Y., Chen Z., Chen Z., Yuan X. Dynamic modeling of solarassisted ground source heat pump using Modelica // Appl. Therm. Eng. 2021. Vol. 196, N. 1. P. 117324.
- Liu F., Qiu W., Deng J., et al. Multi-objective nonsimultaneous dynamic optimal control for an ejector expansion heat pump with thermal storages // Appl. Therm. Eng. 2020. Vol. 168, N. 1. P. 114835.
- Hafner A., Försterling S., Banasiak K. Multi-ejector concept for R-744 supermarket refrigeration // Int. J. Refrig. 2014. Vol. 43, N. 1. P. 1–13.
- Liu F., Deng J., Pan W. Model-based Dynamic Optimal Control of an Ejector Expansion CO₂ Heat Pump Coupled with Thermal Storages // Energy Procedia. 2018. Vol. 152, N. 1. P. 156–161.
- Zhu Y., Li C., Zhang F., Jiang P.-X. Comprehensive experimental study on a transcritical CO₂ ejector-expansion refrigeration system // Energy Convers. Manag. 2017. Vol. 151, N. 1. P. 98–106.
Дополнительные файлы
