《制冷技术》版权声明

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真空预冷处理对草莓冷藏贮藏品质的影响

为了探讨真空预冷对草莓冷藏品质的影响,本研究将真空预冷至2℃后4℃保存的草莓与未经预处理直接4℃保存的草莓作对比,测定其感官指标以及抗氧化活性物质、丙二醛和酶活性等理化指标。实验结果显示:经过真空预冷可以明显延缓草莓变软、腐烂以及颜色的变化,维持良好的风味。另外,在实验后期,经过真空预冷的草莓中抗氧化活性物质的含量显著高于未经预处理组(P<0.05)。而真空预冷后的草莓酶活性在前期较低,后期显著高于未经处理组(P<0.05)。因此,真空预冷处理不仅能够延缓草莓在贮藏期间的质量损失,保护草莓良好的外观结构以及酸甜滋味,还能够有效维持草莓的营养价值,延长草莓贮藏期,提高经济效益。

纳米TiO_(2)对NH_(3)-H_(2)O-LiBr工质降膜吸收性能的影响

为了探讨纳米TiO_(2)对三元NH_(3)-H_(2)O-LiBr工质降膜吸收的影响,本文利用数值分析建立了三元工作流体薄膜吸收的连续方程、能量方程和组分质量平衡方程,采用Matlab软件进行编程和计算纳米流体的降膜吸收性能,将其与实验数据进行对比验证,并进一步分析了纳米TiO_(2)质量分数、初始氨浓度、初始温度、冷却水进口温度、吸收压力和下降薄膜管长度对薄膜吸收性能的影响。研究表明:添加纳米TiO_(2)可以增强降膜吸收的传质速率,主要原因为液膜中氨的扩散系数增加。当纳米TiO_(2)质量分数从0%增加到0.1%、0.3%和0.5%时,扩散系数分别增加了3.44倍、6.42倍和11.76倍。此外,增加初始氨浓度、降低初始温度、提高冷却水进口温度或降低吸收压力都可以提高最终溶液的饱和度。

R14和R23及其非共沸混合物在水平管内沸腾换热特性的模拟研究

本文采用数值模拟方法,应用VOF多相流模型及Lee相变模型,研究了R14和R23工质在蒸发温度为208.15K时的管内流动沸腾特性。同时,基于准静态理论提出了一种改进的传热传质模型,并利用该模型预测了非共沸工质R14/R23的流动沸腾特性。结果表明,基于液相组分浓度差的组分相间传质模型获得的模拟数据与实验结果具有较好的一致性。在相同蒸发温度下,纯工质的饱和气相密度对其在管内的流动沸腾换热具有显著影响。对于R14、R23及其非共沸混合物R14/R23,其流动沸腾传热系数随干度的增加均呈近线性增大趋势,且低沸点纯R14工质换热系数的增大趋势最显著,R23次之,R14/R23混合物最小。在相同工况下,混合工质R14/R23(0.5:0.5)的传热系数均小于其纯组分的对流传热系数,分别比R14、R23小30%和20%以上,其根本原因在于混合工质存在组分间传质阻力。

喷雾降温系统中纯水液滴群蒸发域的模拟研究

为了避免喷雾降温系统中液滴沉降到设备及人体表面对工艺及人体热舒适造成影响,需要针对纯水液滴群蒸发域问题进行研究。本文采用计算流体动力学(CFD)方法,研究了喷雾降温系统作用下,不同热源温度、液滴初始粒径对液滴群蒸发域的影响,分析了室内温度分布及液滴粒径分布,探讨了室内热源温度及液滴初始粒径对蒸发域高度的影响规律。结果表明:随着热源温度的增加,热羽流对喷雾射流的抑制作用增强,液滴群的蒸发域随之增大;当液滴初始粒径增大时,液滴群的蒸发域随之减小,喷雾射流范围内的温度随之增加;液滴群蒸发域高度随着热源温度的增加而呈线性增大,随液滴初始粒径的增加而呈线性减小,当热源温度大于400℃,液滴初始粒径大于60μm时,其对液滴群蒸发域高度的影响较小。

R1234yf在板式蒸发冷凝器中换热过程的数值模拟

通过建立板式蒸发冷凝器的二维数学模型,模拟了新型制冷剂R1234yf在板式蒸发冷凝器的换热过程,总结了冷却水温度、空气含湿量、制冷剂温度在板式蒸发冷凝器中的分布规律,并分析了冷凝温度、降膜雷诺数及空气湿球温度对板式蒸发冷凝器中换热的影响。研究表明:板式蒸发冷凝器的换热能力随冷凝温度升高而增大,随空气湿球温度升高而减小,随着降膜雷诺数的升高先增大后减小。冷凝温度从41℃变化到45℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度增加了16.2%;湿球温度从21℃升高到26℃时,板式蒸发冷凝器的热流密度降低了14.6%;在不同冷凝温度下降膜雷诺数由60变化到120,板式蒸发冷凝器的热流密度最大变化率为6.06%。

热重力驱动的无泵有机朗肯循环系统的实验研究

为了研究分散式能源的高效利用方法,本文对热重力驱动的无泵有机朗肯循环(ORC)机组进行了实验研究。采用仿真与实验相结合的方法,研究了多级泵液过程的工作原理及其工作表现,搭建了一个两腔体带预热的实验机组,分析了不同工况下的系统表现。结果表明:泵液过程对膨胀机入口的压力影响不大,同时可以有效提升泵液的压力,实现增压流动过程,系统的平均发电功率为194.5 W,瞬时热效率在2.2%~3.8%之间波动,平均热效率和㶲效率为3.0%和11.8%。针对大型发电系统,考虑到大的罐体可以保证泵液过程的流速,同时双罐体并联可以实现连续的供液输出,采用单级泵液模式,双泵液腔体连续泵液,建立了大型的发电系统,发电功率在热源、冷源温度分别为98.3℃和21.5℃时,均值达到8.8 kW,平均热效率与㶲效率达到3.98%和20.95%。

基于逆布雷顿循环的空气制冷机的优化与性能分析

本文提出将传统空气制冷机的绝热压缩过程改进为多管束空气压缩机进行等温压缩,分析了改进后基于逆布雷顿循环的空气制冷机的压缩过程、制冷循环过程以及性能系数。结果表明:相较于传统的空气制冷机,改进的空气制冷机压缩机出口温度可降低144.55K,做功可以减少52.48kJ/kg,性能系数(COP)可以提高0.375。如果考虑回收膨胀功,改进的空气制冷机COP可以达到1.33。

基于制冷剂大流量除霜的空气源热泵系统性能研究

为了解决空气源热泵逆向循环除霜方法除霜时间长的问题,本文提出制冷剂大流量除霜技术,该技术通过增加旁通流路改进制冷剂循环系统的节流部件,增大制冷剂循环流量,实验研究了空气源热泵大流量除霜性能及可靠性。结果表明:与传统除霜系统相比,制冷剂大流量系统的除霜时间最长可以缩短约1/3,即使在极端环境也能够保证良好的除霜效果;制冷剂大流量系统降低了除霜运行对制热性能的影响,制热量和性能系数分别提高了14.60%~32.44%和2%~11.76%。

光伏蓄能恒温库系统数值模拟分析

为进一步降低热泵系统冬季能耗,减少恒温库能源消耗情况,本文提出了一种新型光伏驱动蓄能型恒温库系统。基于TRNSYS仿真系统,构建了太阳能-热泵蓄能型热力耦合数学模型,对该恒温库系统进行数值模拟和理论分析。结果显示,在新型光伏驱动蓄能型恒温库系统运行下,库内温度可以稳定维持在-2.0~3.7℃保持24 h,在稳定运行过程中热泵系统运行效率保持在3.0~4.0,系统平均性能系数(COPa)可以达到1.9,系统运行功率在0~0.7 kW,系统24 h累计制热量达到了18.0 kW·h,日平均累计消耗市电仅6.8 kW·h。结果表明,该系统可以为节能型恒温库提供一种设计依据。

火电厂源侧综合能源系统集成及性能评估研究

本文建立了以火电厂为核心,消纳可再生能源并提供冷热电汽综合能源服务的一套能源系统,通过对整体系统及关键子系统热力性能分析,验证了提出模型和方法的有效性。并研究了一些关键运行参数对系统综合性能的影响,验证了提出模型和方法的有效性和优越性。结果表明:通过改变火电厂的源侧参数,可以提高综合能源系统荷侧的输出量;且生物质转化气对汽轮机发电功率的影响最大。热泵系统的负荷随着进入系统中的给水流量的增大而增大,利用汽轮机中的部分抽汽来驱动热泵系统,虽然发电功率下降了10.88%,但是却为用户提供了16.8MW的热负荷和16.2MW的冷负荷以及27.78t/h的蒸汽量。

复叠式空气源高温热泵蒸汽系统性能的理论研究

通过复叠式空气源高温热泵和机械蒸汽压缩系统耦合,构建一种可以供应高温高压蒸汽并实现制冷效果的热泵蒸汽系统。该系统以R410A、R245fa和R718分别作为系统低温、高温和机械蒸汽压缩循环的工质,并在系统中采用补液和喷水降温的方式提升系统性能。理论研究表明:随着R410A冷凝温度的升高,系统的制热量、制冷量和功耗都降低,而制热性能系数(COP)、制冷COP和总COP先升高后降低。当蒸发温度为20℃,饱和蒸汽温度为160℃时,系统的制热COP为1.49,总COP达到2.35。这表明该系统同时供应蒸汽和制冷时,性能优于采用电锅炉供热和空调制冷,可以助力工业领域的节能降碳。

基于TRNSYS的数据中心制冷系统能耗分析

数据中心制冷系统采用变频泵技术和自然冷却技术可以有效降低运行时制冷系统能源浪费问题。本文以上海某数据中心为研究对象,利用TRNSYS仿真平台建立其制冷系统能耗模型,基于模型对该数据中心原有定频泵系统、变频泵系统、变频+自然冷却系统进行能耗分析研究。结果表明:变频系统及变频+自然冷却系统能够有效降低该数据中心电能使用效率(PUE),100%负载率时,变频系统下的PUE为1.34;100%负载率时,变频+自然冷却系统下的PUE为1.27。

冷水机组数字孪生模型及故障诊断研究

本文采用了基于数字孪生的冷水机组故障诊断方法,研究了冷水机组制冷剂泄漏、冷凝器水流量减少、蒸发器水流量减少故障的诊断策略,分析了物理建模、经验建模和数据驱动建模的联合建模方式生成数据的可靠性和对故障诊断的提升效果,并通过实验验证了所提出方法的可靠性。结果表明:数字孪生方法可以有效解决故障诊断模型在新工况点下诊断能力下降的问题,利用数字孪生方法后系统仿真模型的所有热力参数最大相对误差均不超过4%,且故障诊断模型的准确率、查全率、平衡F分数分别提升9.7%、29.4%和16.6%。

氨-水-溴化锂工质降膜吸收数值模拟研究

为了研究新型的氨-水-溴化锂三元工质的降膜吸收特性,为实际工程应用提供理论基础,本文通过数值分析方法建立三元工质降膜吸收的连续性方程、能量方程和组分平衡方程,采用MATLAB软件编程计算氨-水-溴化锂三元工质的降膜吸收结果,与实验数据相互验证,并进一步地分析了溴化锂质量分数、工质流量、冷却水温度和发生温度对降膜吸收性能的影响。研究表明:随着溴化锂质量分数从0%增加至10%,液膜出口处温度从306.7K增加至309.5K,但是当溴化锂质量分数从10%增加至15%时,液膜出口处温度下降至308.7K,说明溴化锂质量分数为10%时吸收放热量最大。当工质流量、冷却水温度、发生温度改变时,大部分的工况下溴化锂质量分数为10%时进出口溶液的浓度差较大,说明此质量分数下溶液吸收的速率最快。

氨冷库充注量优化及安全评估的研究进展

为了降低氨冷库充注量、提高冷库安全性,本文从氨制冷系统的充注量和安全管控两个方面进行了分析,发现可以从优化换热器、辅助设备、采用直接膨胀供液方式、低循环倍率的氨泵供液以及间接制冷等方面降低氨充注量,制冷剂的充注量的测量、故障诊断是制冷系统高效稳定运行的有力保障。此外,比较分析了应用于氨制冷系统的多种安全评估方法的优缺点,评估方法选取合理与否会直接影响最终的预测结果。最后,对制约降氨技术推广的因素进行了客观分析,并提出了相应的建议。

多模型融合的民机环控系统空调组件故障诊断模型开发及验证

针对民机环控系统空调组件故障数据难获取、故障数据不平衡的问题,本文采用动态仿真的方法,研究了民机环控系统空调组件的故障发生情况,通过人工注入故障获取了故障数据集。利用滑动平均和经验模态分解的方法有效抑制了空调组件原始时序信号中的白噪声,降低了将正常信号误判为异常的风险。开发了融合孤立森林、谱残差和自编码器的故障诊断模型,分析了不同算法组合的融合算法精度。结果表明,开发的融合模型可以有效诊断动态仿真数据集中的空调组件故障,诊断精度达到100%;对于机械故障公开数据集,训练的模型结合开发的信号处理方法可以实现91.12%的诊断准确率,召回率达到98.66%,验证了解决方案的有效性和泛用性。

基于沸石-水为工质对的高功率吸附热池储冷研究

为了实现高能量密度/功率密度的储热/储冷,本文采用沸石13X-水为吸附工质对设计构建了一台基于低压吸附诱导水闪蒸的高功率吸附热池储冷样机,储冷阶段利用高温循环水驱动沸石13X脱附,供冷阶段利用沸石13X的低压吸附作用诱导水低温闪蒸实现冷量输出。实验结果表明:该系统在制冷前14 min内,制冷功率可保持在20kW及以上,最大制冷功率达23.45 kW,系统最大单位质量吸附剂制冷功率(SCP)可达321.2 W/kg,空冷器进出口空气温差在制冷前3 min到12.8 min内保持在10℃及以上,当吸附床吸附水蒸气的平均速率为71g/min时,系统在开始制冷后近36 min内能够保持10.4 kW的稳定制冷量。

相变材料储能结构在变电站预制舱中的应用及节能效果分析

本文研究了相变材料(PCM)在变电站预制舱这类高内热源型建筑的应用及其在墙体中的设计优化。从降低全年空调能耗和高峰电网用电负荷的调温节能角度,围绕墙内安装位置和厚度两个维度研究了相变材料在变电站预制舱墙体结构中的优化设计方案。典型日能耗模拟表明,将相变材料设计在靠墙体内侧更具节能效果,且综合考虑600~1000W的内热源强度,相变材料的优化设计厚度为25mm。相变材料使得墙体内表面温度具有“削峰”的典型特征,具有明显的调温节能效应,在高温典型日可令墙内表面温度峰值降低1℃以上。