The invention discloses a limit filling control method based on safety characteristics of a transcritical CO2 heat pump system, which includes: 1) determining the performance parameters of the transcritical CO2 heat pump system: determining the heat production Q/kW of the CO2 heat pump system according to the standard winter heating conditions; determining the filling temperature T/C of the CO2 heat pump system; and determining the CO2 heat pump system. The maximum explosion energy E/kJ that can be withstood by the surrounding environment; the safety limit charge of transcritical CO2 heat pump system is calculated according to the following correlation formula: the maximum explosion energy is 40 kJ, and the limit charge is M40 ((0.0001T).
【技术实现步骤摘要】
跨临界CO2热泵系统基于安全特性的极限充注量控制方法
本专利技术属于热泵
,特别涉及一种跨临界CO2热泵系统基于安全特性的极限充注量的控制方法。
技术介绍
随着经济的发展,能源成为人类赖以生存和发展的主要物质基础,而在世界各国,能源短缺问题日益明显,成为经济快速发展的障碍。节能、低碳作为当今社会发展的主流方向,指引着各行各业技术应用的发展方向。其次,环境问题同样制约着人类社会的快速发展,传统制冷剂对臭氧层的破坏和对全球气温别暖的影响备受关注。跨临界CO2热泵系统在提供高温热水的同时,不仅环境友好,而且具有节约能源的特性,作为能源领域的发展方向,具有广阔的发展前景。二氧化碳作为一种环保工质,且没有毒性,无可燃性,从这些方面,二氧化碳热泵机组的安全性是比较高的。然而,跨临界二氧化碳热泵系统的压力都是比较高的,较高压力的液体或者超临界工质具有非常大的爆炸潜能,当机组任何部件有损坏或有裂缝时,大量的高压液体工质或超临界状态工质发生沸腾膨胀爆炸现象。所谓沸腾膨胀爆炸,也称(BoilingLiquidExpandingVaporExplosion)BLEVE,就是当高压二氧化碳容器破裂情况下,大量的液体二氧化碳或超临界二氧化碳压力在瞬间释放,伴随着爆炸冲击波和高速溅射碎片,这种爆炸冲击波或高速溅射碎片往往会对周围环境或人员造成伤害。跨临界二氧化碳热泵多用于冬季采暖、商业供暖、热水等场合,因跨临界二氧化碳热泵工作区域建筑和人员的密集性,产生爆炸对周围环境和人员的伤害是比较大的。因此,必需控制热泵的极限充注量,从而控制热泵在极端条件下的最大爆炸能,控制对周围环境或人 ...
【技术保护点】
1.一种跨临界CO2热泵系统基于安全特性的极限充注量控制方法,其特征在于,包括:1)确定该跨临界二氧化碳热泵系统的性能参数:根据冬季供暖标准工况确定CO2热泵系统的制热量Q/kW;确定CO2热泵系统的充注温度T/℃;确定CO2热泵系统周围环境所能承受的最大爆炸能E/kJ;跨临界CO2热泵系统的安全极限充注量根据以下关联式计算获得:最大爆炸能为40kJ,极限充注量为:M40≤(0.0001T2‑0.008T+03708)·Q/3.8kg,0℃≤T≤60℃最大爆炸能为60kJ,极限充注量为:M60≤(0.00009T2‑0.0105T+0.6076)·Q/3.8kg,0℃≤T≤60℃最大爆炸能为80kJ,极限充注量为:M80≤(0.00009T2‑0.0122T+0.8269)·Q/3.8kg,0℃≤T≤60℃。
【技术特征摘要】
1.一种跨临界CO2热泵系统基于安全特性的极限充注量控制方法,其特征在于,包括:1)确定该跨临界二氧化碳热泵系统的性能参数:根据冬季供暖标准工况确定CO2热泵系统的制热量Q/kW;确定CO2热泵系统的充注温度T/℃;确定CO2热泵系统周围环境所能承受的最大爆炸能E/kJ;跨临界CO2热泵系统的安全极限充注量根据以下关联式计算获得:最大爆炸能为40kJ,极限充注量为:M40≤(0.0001T2-0.008T+03708)·Q/3.8kg,0℃≤T≤60℃最大爆炸能为60kJ,极限充注量为:M60≤(0.00009T2-0.0105T+0.6076)·Q/3.8kg,0℃≤T≤60℃最大爆炸能为80kJ,极限充注量为:M80≤(0.00009T2-0.0122T+0.8269)·Q/3.8kg,0℃≤T≤60℃。2.根据权利要求1所述的一种跨临界CO2热泵系统基于安全特性的极限充注量控制方法,其特征在于,包括:2)跨临界CO2热泵系统在封闭空间运行,其极限充注量同时满足:M≤0.0668·Vskg,其中,Vs为封闭空间的体积/m3。3.根据权利要求2所述的一种跨临界CO2热泵系统基于安全特性的极限充注量控制方法,其特征在于,包括:3)跨临界CO2热泵系统带有储液罐,其极限充注量同时满足:最大爆炸能为40kJ,极限充注量满足:M40≤...
【专利技术属性】
技术研发人员:曹锋,殷翔,陶杰,漆鹏程,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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