Performance Assessment of CO <sub>2</sub> -Hydrocarbon Zeotropic Refrigerant Mixture for High-Temperature Heat Pumps
Notice bibliographique
Résumé
The increasing need for energy-efficient and sustainable high-temperature heat pump systems (HTHPs) has led to extensive research into working fluids with optimal thermodynamic performance.Among various refrigerants, carbon dioxide is a promising candidate due to its favourable effects on the environment, good thermophysical properties, and economic feasibility.However, its low critical temperature and high operating pressure pose significant challenges on efficiency of the system.One of the methods to explore the use of CO₂ as a refrigerant is to mix it with other hydrocarbons and form zeotropic refrigerant mixtures.Thus, the present study investigates the performance of CO₂-based zeotropic refrigerant mixtures with six hydrocarbons.Key performance indicators, including coefficient of performance (COP), sink outlet temperature, pressure ratio, and Lorenz efficiency were evaluated for the selected mixtures at different source inlet temperatures.The results indicated that at a source inlet temperature of 90°C, a CO₂/butane mixture delivers a sink outlet temperature of 147.3°C with a COP of 5.73, making it a strong candidate for temperature < 140°C.Additionally, CO₂/butane exhibits the lowest pressure ratio and highest Lorenz efficiency of 77.7% at 90°C source inlet temperature, exhibits reduced compressor workload and improving overall efficiency.For high-temperature applications exceeding 150°C, CO₂/acetone emerges as the most suitable mixture.At the maximum source inlet temperature, it achieves a sink outlet temperature of 188.76°C with a highest COP of 6.41 among all tested mixtures.Those findings highlight the potential of CO₂based zeotropic mixtures to enhance HTHPs performance by reducing exergy destruction and improving heat exchanger thermal matching without the need for complex system modifications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».