不同工质下双作用高温行波热声热泵的工作性能

摘要

本文设计优化了一种直线压缩机驱动下的高温双作用行波热声热泵系统,在热泵热端温度为100℃,环境温度为30℃时获得的热端泵热量可达2244.3W,热泵系数COP为3.11,相对卡诺效率为58.41%.在此基础上,重点研究了热泵系统在不同工作介质下的热力性能.考察的气体工作介质包括氦气、不同组分的氦氩混合气体、氮气、二氧化碳以及氢气.模拟计算表明,系统的热力性能与工质密切相关,采用后氢气作为工作介质时,系统能够获得最大的相对卡诺效率,采用氦气时能够获得最大的泵热量,并从热声理论的角度对此不同工质的影响进行了理论分析.