Дослідження енергетичних та ексергетичних характеристик високотемпературного теплового насоса на суміші R744/R600a

Анотація

У роботі досліджено енергетичні та ексергетичні характеристики високотемпературного теплового насоса типу «вода–вода», що працює на бінарній суміші природних холодоагентів R744/R600a. Розроблено математичну модель циклу теплового насоса з використанням термодинамічної бази даних NIST REFPROP та проведено оптимізацію параметрів циклу методом COBYQA. Проаналізовано вплив масової частки R744 на коефіцієнт перетворення, об’ємну теплопродуктивність, робочі тиски та ексергетичну ефективність окремих елементів установки. Встановлено, що максимальне значення COP 2,638 досягається при концентрації 26 % R744, що пояснюється синергетичним впливом температурного глайду та термодинамічних властивостей суміші. Показано, що досліджувана суміш характеризується високою ексергетичною ефективністю конденсатора та низьким потенціалом глобального потепління, однак має обмеження, пов’язані з високою горючістю та значним ступенем стиснення. Отримані результати можуть бути використані при проєктуванні високотемпературних теплових насосів промислового призначення