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://ogarev-online.ru/0023-124X/article/view/267763
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF635384
- ID: 267763
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
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
Открыть статью на сайте журналаОб 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
