采用R744/R290的自复叠制冷系统热力性质分析

对采用R744/R290混合自然工质的自复叠制冷循环的热力性质进行分析。经过计算,得出了冷凝器压力、蒸发器压力、冷凝器出口温度、蒸发器出口制冷剂的状态、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744/R290的实验研究和实际应用提供了理论依据,减少了实验的工作量。

R290/R744新型混合工质汽-液相平衡研究

为了适应节能与环境保护的需求,研究了一种适用于自复叠制冷系统的新型绿色混合制冷工质(R290/R744)的汽液相平衡特性。根据相平衡条件采用PT状态方程结合Van der Waals混合规则推导出该混合制冷工质的相平衡计算式,通过软件编程计算了两种有工程实用意义的相平衡问题,一种是已知混合物压力和液相摩尔分数,计算泡点温度和气相摩尔分数;另一种是已知混合物压力和气相摩尔分数,计算露点温度和液相摩尔分数,并根据计算数据绘制了汽液平衡曲线。数据显示最大相对误差为4.840%,最小相对误差为0.005%。计算结果表明,采用给出的R290/R744混合制冷剂相平衡计算式具有较高的计算精度,从而为采用该混合制冷剂的自复叠制冷循环研究奠定基础。

R290／R744新型低温混合工质物性分析

采用pT状态方程并结合van der Waals混合规则,对R290/R744混合物的热物性参数进行了理论研究,计算中采用了Kay规则计算的虚拟临界参数来代替混合物的真实临界参数,计算得到了R290/R744混合物饱和气体比容、饱和液体密度、比焓和比熵等物性参数,并对计算数据进行了精度分析.计算结果为R290/R744混合物的应用打下了基础.

加入少量R290对R744热泵热水器性能变化的模拟分析

本文针对R744热泵热水器系统,考虑系统部件结构参数,建立了系统仿真模型。利用该模型分析了加入少量R290对R744热泵热水器系统性能变化的影响,发现当加入3%的R290时,相比纯R744装置,系统性能最优,其系统制热系数略有增加,最优放热侧压力稍有降低,并预测分析了该配比下,热汇水出水温度为45℃、50℃、55℃、60℃、65℃时系统主要循环性能。结果表明,在纯质R744中加入少量R290组成混合工质既可以提高系统循环性能,又能降低系统放热侧压力。

二氧化碳/丙烷用于热泵系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况条件下,对二氧化碳（R744）/丙烷（R290）自然混合工质与四种常见的热泵工质 R22、R134a、R410A和 R407C的亚临界循环性能进行了分析对比。结果表明：R744/R290的最优质量配比为21/79,系统的制热循环性能系数（COPh）比 R22系统提高了10.46%、比 R134a系统提高了22.67%、比R410A系统提高了11.93%、比 R407C系统提高了9.52%；在10%～35%、0%～35%、10%～35%和10%～35%的 R744质量配比内,R744/R290可分别实现对四种常见热泵工质的替代；在最优质量配比下,R744/R290系统的冷凝压力低于 R410A系统,压比仅为3.271,排气温度为80.9℃。

采用混合自然工质的自复叠制冷系统热力性质分析

对R744/R290、R744/R600a混合自然工质的热力性质进行分析比较,并将它们用于自复叠制冷循环,对系统的循环特性进行分析。经过计算,得出了两种混合工质制冷性质的不同点及环境温度、制冷温度、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744/R290、R744/R600a的实验研究和实际应用提供了理论依据,减少了实验的工作量。

基于传热和压降耦合的混合工质冷凝器结构优化

基于传热和压降的耦合作用,针对R744/R290(20/80)和R125/R290(25/75)混合工质逆流换热冷凝器建立基于熵产最小化的管长优化数学模型,并结合Cavallini凝换热性能评价指标PEI(performance evaluation index)和温度惩罚因子TTP(total temperature penalization),得到了混合工质PEI与传热系数α之间的函数关系,具体分析了管径、冷凝温度和被动压降对管长优化结果的影响。研究表明,制冷剂饱和温度降为制冷剂与壁面之间传热驱动温差的0.6倍,高压工质R744/R290(20/80)(临界温度低的工质)的PEI值更小,冷凝换热性能更优,同时小管径的冷凝器最优管长更小,且最优管长随随着冷凝温度的增大而增大,随着被动压降的增加而减小。

CO2／丙烷混合工质水平管内流动沸腾换热特性研究

本文研究了CO_2/丙烷混合工质的流动沸腾换热特性,实验段为内径2mm的水平光管。实验条件为:混合物中丙烷质量分数0%～100%,初始蒸发温度0～10℃,热流密度5～15 kW/m^2,质量流速200～400 kg/(m^2s)。结果表明:CO_2/丙烷混合工质的换热系数,介于两种纯净物即CO_2和丙烷之间,并随着混合物中丙烷含量的增加而减小;初始蒸发温度、热流密度或质量流速的增加均能引起换热系数的增加;对应蒸干现象的临界干度随混合工质中丙烷含量增加而增大,且蒸干会被较低的初始蒸发温度、较低的热流密度和较高的质量流速所抑制。

一种自复叠制冷用冷凝器的优化设计

小型自复叠制冷装置在低温领域应用和研究日益广泛,其中,新型天然非共沸混合制冷剂R744/R290在冷凝器中的换热直接影响循环性能.对制冷剂在螺旋套管式水冷冷凝器中的凝结换热特性进行分析,基于冷热介质热量交换的合理假设,建立了冷凝器的稳态分布参数模型.进行了冷凝器结构和承压的优化设计,确定了各部分尺寸,最终完成了冷凝器设计计算,为后续整个自复叠制冷装置的设计和应用奠定基础.