Динамическая модель транс-критического теплового насоса на CO2 для нагрева воды в жилых зданиях

В статье представлена распределённая математическая модель солнечного теплового насоса прямого расширения на диоксиде углерода, предназначенного для нагрева воды для ванны. Основными компонентами являются газоохладитель, игольчатый клапан, испаритель/коллектор и компрессор. Для разработки моделей теплообмена использовались уравнения баланса массы, энергии и импульса. Модель была валидирована в переходном и установившемся режимах с использованием экспериментальных данных. Наблюдалось достаточно хорошее соответствие между рассчитанными температурами и экспериментальными данными. Моделирование показало, что временной шаг, необходимый для воспроизведения поведения теплового насоса в переходном режиме, больше временного шага, требуемого для установившегося режима. Результаты, полученные с помощью математической модели, показали, что уменьшение массового расхода воды приводит к повышению температуры воды на выходе. Кроме того, при уменьшении массового расхода диоксида углерода повышаются температуры на входе и выходе компрессора, а также температура воды на выходе.