冷水(热泵)机组能效测试方法及能效限定值的对比研究

冷水(热泵)机组作为集中空调系统的主要耗能设备,行业整体机组能效的提高会对按期实现“双碳”目标具有重大促进作用。GB/T 18430作为冷热水机组的基础性标准,修订工作已接近尾声,与之配套的能效标准GB19577—2015也需要进行相应的修订升级。对GB/T 18430中对舒适型冷水(热泵)机组的考核方法与对应美国和欧洲的进行了对比分析,构建了一个水冷式冷水(热泵)机组的理论模型,从而将中国、美国和欧洲能效标准中规定的限定值水平折算为同一个指标下进行对比。对比发现,我国目前水冷式机组的IPLV入门限定值分别提升5.4%和25.2%后可以达到美国能效标准A路径和B路径能效水平,提升13.4%后可与欧洲能效标准水平持平;风冷式机组能效限定值在数值上增加25.4%后可与欧洲能效标准基本持平。本文的工作为后续能效标准GB19577—2015的修订提供了参考依据。

5mm铜管替代7mm铜管窗式空调器的优化设计

将现有窗式空调器中蒸发器和冷凝器常用的直径7mm及以上的内螺纹铜管改为5mm内螺纹管,可以显著节省材料,但为了避免性能的下降必须对于空调器重新进行优化设计。本文提出基于换热器仿真与优化软件与系统仿真软件,通过适当增加换热器流路、对流路进行优化布置,以提高5mm铜管窗式空调器性能的优化设计方法。对于一个窗式空调系统的设计实例表明,采用本文的优化设计方法,在明显节省换热器成本的同时,5mm铜管窗式空调系统制冷量与EER能达到原有7mm铜管机型的水平。

R410A-油在5mm小管径光管内流动沸腾的阻力特性

为了促进环保制冷剂R410A在制冷空调紧凑式换热器设计中的实际应用，研究了R410A-油混合物在小管径光管内的流动沸腾摩擦压降特性．测试管的外径为5mm，内径为4．18mm．实验结果表明：对于纯制冷剂R410A，小管径管内的摩擦压降随着干度的增大先增大后减小，峰值出现在干度为0．7～0．8左右处；R410A-油混合物的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数Wno从0％增长到5％，在于度为0．9的高于度工况下，摩擦压降最大可增加80％～120％．R410A-油混合物在5mm小管径光管内流动沸腾的摩擦压降与7mm光管相比大约增大10％～50％．基于混合物性开发了R410A-油混合物在5mm小管径光管内流动沸腾的摩擦压降关联式，新的关联式预测值与94％的实验数据误差在±20％以内，平均误差为8．5％．

空调换热器长效性能衰减的研究进展

空调换热器长期使用后性能会衰减,导致整机制冷和制热能力出现不同程度的下降。分别从粉尘污垢、表面腐蚀、间歇运行及微生物污染四个方面分析了国内外空调换热器长效性能衰减的研究现状,指出了目前针对这些因素的研究中存在的问题,提出了今后空调换热器长效性能的研究及应用方向。

R410A-油混合物在5mm内螺纹强化管内流动冷凝的摩擦压降实验研究

实验研究了环保制冷工质R410A-润滑油混合物在5 mm内螺纹强化管内流动冷凝的摩擦压降特性,探索了平均油浓度、干度和质流密度对摩擦压降的影响。实验测试工况为:冷凝温度为40℃,质流密度为200～400 kg·m^(-2)·s^(-1),热通量为4.21～8.42 kW·m^(-2),测试段入口干度为0.3～0.9,油浓度为0～5%。实验结果表明,对于纯制冷剂R410A和R410A-油混合物,摩擦压降随着质流密度和干度的增大而增大;对于R410A-油混合物,油的存在对混合物的摩擦压降的影响与干度有很大关系,中低干度时会减小压降,而高干度时会增加压降。在中低干度时,R410A-油混合物的摩擦压降当平均油浓度从0增长到5%时,最大可减小29%;在高干度时,当平均油浓度从0增长到5%时,最大可增加8%。

空调器用小管径翅片管蒸发器的优化设计方法

提出了空调器用小管径翅片管蒸发器的优化设计方法。优化设计方法主要包括翅片结构设计和制冷剂流路设计。设计方法中,采用基于CFD的方法设计小管径翅片结构,并采用基于图论的仿真方法设计制冷剂流路。为了验证设计结果的合理性,对采用小管径翅片管蒸发器的空调整机进行了实验测试。实验结果验证了优化设计方法的正确性,表明采用小管径翅片管蒸发器的空调具有良好的性能。

润滑油对小管径强化管内R410A流动冷凝压降特性的影响

对环保制冷工质R410A与润滑油混合物在4mm小管径内螺纹强化管内流动冷凝的压降特性进行了实验研究,分析了润滑油对流动冷凝摩擦压降的影响.结果表明,在干度小于0.6时,润滑油会减小R410A在4mm强化管内的冷凝摩擦压降,最大可减小12%;而在干度大于0.6时,润滑油会增大R410A在4mm强化管内的冷凝摩擦压降,最大可增加13%.结合已有文献中的数据,基于混合物性建立了适用于R410A-油混合物在小管径强化管内流动冷凝的压降关联式,关联式预测值与94%的实验值误差在±30%以内.

小管径强化管内R410A-油混合物流动沸腾阻力特性

实验研究了环保制冷工质R410A-润滑油混合物在5 mm小管径内螺纹强化管内流动沸腾的摩擦压降特性.实验结果表明,对于纯制冷剂R410A,摩擦压降随着干度的增大先增大后减小,峰值出现在干度为0.7～0.8左右;R410A-油混合物的摩擦压降随油平均质量分数、干度和质流密度的增大而增大,当油平均质量分数从0增长到5%时,在干度为0.9的高干度工况下,摩擦压降最大可增加120%.R410A-油混合物在5 mm强化管内流动沸腾的摩擦压降与7 mm强化管的相比约增大10%～30%;用已有的7 mm强化管的压降关联式预测5 mm强化管的压降时,误差为±40%.以R410A-油混合物在7和5 mm强化管内摩擦压降的实验值为基础,建立了基于混合物物性的R410A-油混合物在不同管径强化管内的摩擦压降关联式.该关联式的预测值与95%的实验值误差在±20%以内.

微生物污垢对翅片管换热器空气侧换热和压降特性的影响

为了研究翅片管换热器表面微生物污垢对其换热和压降特性的影响,对4种不同污垢程度的翅片管换热器进行了实验.比较分析了不同ReDc下,不同微生物污垢面积的换热器和清洁换热器的换热和压降特性.结果表明:在ReDc较小时,微生物污垢对换热器空气侧换热有一定的增强作用,随着ReDc的增大,增强作用逐渐减弱;当ReDc>1 200后,污垢对换热只起到衰减的作用.微生物污垢对压降的影响明显大于对换热的影响.随着ReDc的增大,污垢压降因子逐渐减小,并且污垢面积越大,减小的趋势越显著.

润滑油对R410A在小管径水平光管内流动冷凝摩擦压降的影响

实验研究了润滑油对R410A在外径3、5 mm光管内流动冷凝摩擦压降的影响.研究表明,润滑油的存在减小了R410A在光管内的冷凝摩擦压降,R410A油-混合物的摩擦压降比纯R410A的摩擦压降最大下降了19%;润滑油降低冷凝摩擦压降的影响随着平均油浓度的增大而增大,而随着质流密度和干度的增大而减小.基于混合物性建立了适用于R410A-油混合物在小管径光管内流动冷凝的摩擦压降关联式,该关联式的预测值与实验值误差为-20%^+30%.

纳米制冷剂管内流动沸腾换热特性

研究了CuO-R113纳米制冷剂在水平直光管内的流动沸腾换热特性。实验测试段长度1.5 m、外径9.52 mm。实验工况的质量流率为100～200 kg·m^(-2)·s^(-1),热通量为3.08～6.16 kW·m^(-2),入口干度为0.2～0.7,纳米颗粒质量分数为0～0.5%。结果表明:CuO-R113纳米制冷剂的传热系数高于纯R113制冷剂的传热系数。纳米颗粒的加入,强化了制冷剂管内流动沸腾换热。质量流率为100、150、200 kg·m^(-2)·s^(-1)的情况下,传热系数分别最大提高了29.7%、22.7%、25.6%。

一种产品数据交互式的变频压缩机理论模型

为了在空调系统仿真软件中实现用户自己定义的压缩机模型的应用和数据保密,本文开发了产品数据交互式变频压缩机模型。该模型通过将压缩机理论模型转化为可以直接拟合的形式,并利用产品数据进行拟合,其中线性流量方程通过对理论模型中的频率项进行线性化处理然后通过插值法推导得出,非线性功率方程采用残差极小值法进行线性求解得出;产品数据的保密通过将产品数据定义为私有函数并开发相应的接口函数,然后采用动态链接库对已定义的产品数据函数进行封装来实现。结果验证表明所开发的模型能准确地预测压缩机特性,最大偏差小于±5%,能够适用于系统仿真且能够做到产品数据保密。

上海市饮水机污染状况及其影响因素分析

[目的]通过对普通饮水机和冰水机污染状况的调查及其影响因素的分析,对饮水机微生物污染的情况作出一个初步的评价,以便为将来改进和提高饮水机的卫生性能提供科学依据。[方法]随机选择188台普通饮水机和16台冰水机进行卫生学调查,分析调查因素与检出微生物指标之间的关系。[结果]普通饮水机常温龙头水细菌总数、总大肠菌群超标率分别为70.2%、11.2%,霉菌检出率为41.5%;冰水机低温龙头水细菌总数、总大肠菌群超标率分别为81.3%、12.5%,未检出霉菌。饮水机聪明座的霉菌污染与桶内水霉菌污染之间(r_s=0.427,P=0.007)、聪明座的霉菌污染与常温龙头水之间(r_s=0.464,P=0.003)存在等级相关关系。不同放置场所的饮水机常温龙头水总大肠菌群的检出率不同(x^2=14.669,P=0.047);饮水机上使用水的种类对常温龙头水霉菌的检出率有影响(x^2=16.441,P=0.001);桶装水的周转时间及饮水机的清洗频率对常温龙头水总大肠菌群的检出率有影响(分别为x^2=8.254,P=0.041和x^2= 11.348,P=0.010)。[结论]必须重视饮水机的微生物污染;改造饮水机的现有结构;加快桶装水的周转时间并增加清洗频率,正确清洗。

车用热泵用小管径管片式换热器性能研究

目前车用空调冷凝器均为平行流冷凝器，作为热泵蒸发器时易结霜，且化霜时排水不畅。而圆管翅片换热器换热性能较差，难以满足结构布置要求。开发了135管径的小管径换热器，与平行流换热器进行了性能对比测试。结果表明：采用小管径管片式换热器时，制冷模式下COP提高了17．4％--23．7％，热泵模式下COP提高12．6％--35．8％，且在热泵模式下可降低压缩机排气温度15—28℃。小管径管片式换热器在电动汽车热泵系统应用前景广阔。

适合小管径空调器的分配器分流性能评价与结构优化

为了开发具有最佳流量分配性能的小管径空调分配器,本文采用数值仿真和空气-水实验相结合的方法评价了常用分配器的分流性能,提出分配器的结构优化方法,并利用空调整机实验验证了该结构优化方法的改进效果。对于三种比较适合于小管径空调器的分配器进行的实验和计算表明,插孔式分配器的分流性能最佳,在额定制冷和额定制热工况下流量分配不均匀度均小于6%;实验结果与仿真计算得出的分配器流量分配不均匀度结果吻合,计算结果与实验的偏差都在15%以内。利用验证过的仿真模型,对插孔式分配器进行结构优化,优化后的分配器应用于空调整机后,系统能效提高了2.2%～2.7%。

R410A/润滑油混合物在5mm水平强化管内的流动冷凝换热特性

探讨了不同质流密度、测试段入口干度及润滑油的质量分数等制冷工况下，R410A／润滑油混合物在5mm水平内螺纹强化管内的流动冷凝换热特性．结果表明：在不同的质流密度条件下，R410A／润滑油混合物的换热系数随干度的增加先增大，当干度为0．7左右时，换热系数达到最大值，当干度大于0．7时，换热系数随干度的增加反而下降；在润滑油的质量分数为3％和5％条件下，油的存在恶化了换热特性，使其换热系数降低了9．39／6～36．5％．基于混合物换热特性，建立了适用于R410A／润滑油混合物在强化管内流动冷凝的换热关联式，其预测值与92％的试验数据误差在±20％以内，平均误差为6．7％，最大误差为34．5％．

R404A小管径冷凝换热与压降关联式的适配性

针对R404A的冷凝换热与压降关联式有很多,但均为基于7 mm或者9.52 mm等大管径光管或者强化管,针对5 mm管径的关联式也都是适用于其它制冷剂,没有R404A小管径冷凝直接适用的关联式。本文采用实验测试与理论计算结合论证的方法,利用控制变量法、性质相似制冷剂优先法筛选出一批关联式,大量对比由关联式计算与由实验数据计算得出的换热系数与压降的偏差,研究关联式的适用性及可修正性。结果表明:M.K.Dobson等提出的冷凝换热关联式乘以修正系数2.13,能很好预测R404A在内螺纹管中的冷凝换热系数,与实验值正偏差为+15.51%,负偏差为-14.13%。X.C.Huang等提出的摩擦压降关联式能很好预测R404A在小管径内螺纹管内冷凝的摩擦压降,与实验值的正偏差为+12.56%,负偏差为-13.58%,两者均可为换热器设计计算提供较准确的理论指导。

一种基于透射比的纳米流体颗粒团聚定量分析方法

为了得到简单易行的定量反映纳米流体颗粒团聚的方法,在分析纳米颗粒团聚与纳米流体透射比之间关系的基础上,提出团聚体平均颗粒数这一可以定量反映纳米流体内颗粒团聚状况的参数,并推导出基于纳米透射比的团聚体平均颗粒数的计算式.所提出公式的计算结果与利用反映实验数据的三维DLCA模型得到的团聚体平均颗粒数吻合较好,反映了该计算式的有效性.

基于团聚理论的纳米制冷剂导热系数预测方法

纳米流体中纳米颗粒以团聚体的形式存在.为预测纳米流体的导热系数,模拟了流体中纳米颗粒团聚体的三维空间结构并用热阻网络法计算了团聚体的导热系数。在得到团聚体的导热系数与考虑液体分子吸附层后团聚体的体积分数后,预测纳米流体的导热系数.用实验数据验证了该预测方法并运用该方法预测了铜-R22纳米制冷剂的导热系数.