微通道直膨式太阳能热泵实验平台设计与应用

根据实验教学的需要并结合科研项目,设计并搭建了基于微通道换热技术的直膨式太阳能热泵系统综合实验平台,热泵循环工质为R134a。实验平台主要由裸板式太阳能集热/蒸发器、压缩机、微通道冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀、数据采集与控制系统等组成。开发了基于LabVIEW虚拟仪器软件的数据监控系统,实现了温度、压力、太阳辐射强度、环境风速、功率等运行参数的自动检测、显示、存储和报警等功能。应用表明,该实验平台性能稳定、测量精度高、操作方便,而且功能扩展性好,有利于培养学生的创新精神、实践能力、科研能力和团队合作能力。

不同工质的热泵热水器热力学性能分析

为了研究R22替代制冷剂R134A、R407C、R410A、R32、R290在热泵热水器中的热力学性能,设定冬季工况蒸发温度-10℃、冷凝温度65℃,夏季工况蒸发温度20℃、冷凝温度65℃,过冷度和过热度均为5℃。计算了不同工质系统在冬季和夏季工况的理论循环性能,对比分析了各系统的变工况特性。结果表明:R410A和R32的单位容积制热量较高,这有利于减小压缩机的功耗和体积;R290和R32的单位质量制热量较高,能够有效降低工质充注量,进而增加系统安全性。随着蒸发温度升高,各工质系统制热系数均不断增加;随着冷凝温度升高,各工质系统制热系数均不断降低;过热度变化对各工质系统制热系数影响很小,而过冷度增加可以提高各工质系统制热系数。对于6种工质热泵热水器系统,蒸发温度在冬季工况对R32系统制热系数影响最大,当蒸发温度由-14℃升至-6℃,R32系统制热系数提高21.8%,夏季工况蒸发温度对R22系统制热系数影响最大,当蒸发温度由16℃升至24℃,R22系统制热系数提高22.1%。对应于冬季工况和夏季工况,冷凝温度和过冷度变化对R410A系统制热系数影响最大。

摆动式旋转叶轮管内插入物强化传热、除垢和阻力特性研究

总结了近年来对管内插入物强化传热的研究结果及进展，提出了一种新型的摆动式旋转叶轮管内插入物强化传热技术。运用场协同理论来解释其强化传热的机理，并对其除垢特性和阻力特性进行了理论分析。通过分析说明了这种管内插入物强化传热技术具有广阔的应用前景。

利用寒冷空气自然冷量的翅片管式换热器设计与分析

为了充分利用我国西北地区冬季丰富的自然冷量,设计了能够利用冷空气对盐水降温的翅片管式换热器。对换热器进行了结构设计,采用计算流体动力学Fluent软件对换热器空气侧的温度场和速度场进行了模拟,分析了空气流量和盐水流量变化对传热性能的影响。结果表明:当环境温度变化时,换热器空气侧的温度场和速度场整体分布较为均匀;总传热系数随空气流量和盐水流量的增加而增大,但幅度越来越小;实际换热量随空气流量的增加先增大后减小,随盐水流量的增加逐渐增大,但幅度越来越小。