自然复叠制冷系统初探

自然复叠制冷系统是一种采用多元混合工质的制冷系统 ,它使用单台压缩机 ,通过自然分离、多级复叠的方法 ,在高沸点组分和低沸点组分之间实现了复叠 ,达到了制取低温的目的。详细介绍了自然复叠制冷系统的原理 ,将自然复叠循环与单级压缩、双级压缩、复叠式进行了分析比较 ,指出了自然复叠循环的优势。文中给出了自然复叠制冷系统的优化原则 ,并将用CFC作制冷剂的自然复叠循环的计算结果和两级压缩循环、复叠循环的计算结果进行了比较。对用非CFC物质作制冷剂的自然复叠制冷系统和适用于低温领域的自然复叠制冷系统进行了分析 ,说明自然复叠制冷系统具有较大的实用价值。

自然复叠式热泵循环系统热力性能分析

受热源温度以及系统本身性能的限制,目前应用较为成熟的单级蒸气压缩式热泵系统的出水温度一般在50℃左右,这种热泵系统已经无法满足对热源侧和使用侧有较大温差要求的场合,新的自然复叠式热泵系统能够实现大温差热泵循环,可以作为冬季高温热泵使用。在设计自然复叠式热泵循环、选择适合该系统运行的非共沸混合工质的基础上,对该热泵循环系统进行了不同条件下的数据计算和热力性能分析。理论分析结果显示: R134a充注浓度的增加将引起吸气压力和排气压力升高,且浓度增加过程中COP存在一个最大值、压比存在一个最小值;最低冷凝温度和最低蒸发温度一定时,排气压力和循环充注浓度基本呈线性关系。

R134a/R123自然复叠式热泵系统浓度配比分析

冷热源温度和混合工质浓度配比都会影响自然复叠式热泵系统的热力性能,提出了迭代式定步长搜索法,对80～95℃冷凝温度和0～20℃蒸发温度区间内的R134a/R123自然复叠式热泵系统进行了浓度配比优化计算和分析,得出计算温度区间内任意冷热源温度组合条件下的系统最佳充注浓度。结果表明,在每一组冷热源温度条件下,存在一个最优的混合工质浓度配比对应于系统最大COP值。浓度配比优化可提高自然复叠式热泵循环的热力性能,在最优COP对应的浓度配比条件下,自然复叠式热泵系统的压比较低。

采用自然复叠制冷-40℃低温冷柜的仿真设计

建立了自然复叠制冷系统稳态仿真模型,该模型用实验数据进行了验证,误差小于±5%。用仿真模型研究了采用非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)自然复叠制冷-40℃低温冷柜的性能,分析了CO2浓度、冷凝器出口温度及压缩机排气压力对制冷系统COP的影响。

自然复叠式热泵循环系统热力计算与分析

为对自然复叠式热泵系统循环进行理论分析和试验研究,对该热泵系统循环流程进行了分析。采用以R123/R134a所组成的二元非共沸混合制冷剂作为循环工质,建立系统循环算法模型,提出采用分区间法和二分法实现蒸发压力p0调整模块,编写了循环理论模拟计算程序,对循环系统进行了数据计算和初步分析。结果表明,模块计算参数全面,利用该计算模块可以方便得到初始参数条件下的理论单位制热量、性能系数、最佳浓度配比等热力参数值,为自然复叠式热泵系统热力性能分析提供了理论工具。

基于中间温度的NH_3/CO_2自然复叠制冷系统研究

建立了NH3/CO2自然复叠制冷系统的仿真模型。通过模拟得到了压缩机吸排气压力、不同冷凝和蒸发温度下COP、冷凝蒸发器工质需求量随中间温度的变化规律。结果表明:系统在每个工况下都存在使COP最大且按规律变动的最佳中间温度;排吸压比与中间温度呈线性关系以及工质需求量随中间温度按比例变化等。研究结果为系统的实际运行提供了理论基础。

三种常用自然复叠制冷系统的设计与特性分析

对使用R134a/R23混合制冷剂的三种常用自然复叠制冷系统进行了设计,比较分析了这三种系统的蒸发温度、COP、压缩机排气温度等运行参数特性,并研究了在制冷剂配比改变、蒸发温度改变时三种系统的变化特性。对这三种系统特性的掌握将有利于自然复叠系统的选型设计。

自然复叠制冷系统——一种简易高效分凝器的设计与实验研究

在套管换热器内管中封装干燥剂颗粒制成自然复叠制冷系统的分凝器,系统运行时在分凝器内管中形成气液固三相流化传热传质现象,通过实验发现该种分凝器具有简易高效的特点。还对干燥剂的种类、颗粒大小及体积分率对分凝器性能的影响进行了研究和分析。

自然复叠制冷系统的仿真与优化

建立了自然复叠制冷系统稳态仿真模型,该模型用实验数据进行了验证,误差小于±5%。研究了非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)的温度滑移。完成了采用非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)-40℃低温冷柜的仿真与优化设计。结果表明:采用非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)-40℃低温冷柜自然复叠制冷系统在保持压缩比小于8的同时能获得COP值高达0.71,是一个有发展前途的制冷系统。

自然复叠制冷系统几种优化措施的效果仿真

仿真设计了一种使用R134a/R23混合制冷剂的自然复叠制冷系统,对该系统的特性进行了分析。在此基础上,采取回热、分凝等措施对系统进行优化,对优化后系统的特性进行了比较和分析,发现分凝措施有利于系统性能改进,而回热不能促进系统性能明显改进,但与分凝合用时可以降低分凝器设计和制作难度。

基于Aspen Plus的自然复叠制冷系统过程模拟分析

为有效减小自然复叠制冷系统匹配和调试实验工作量,引入在化工领域常用的大型流程模拟软件Aspen Plus软件进行自然复叠制冷系统的过程模拟。模拟和实验数据的比较表明,该软件具有较好的模拟效果,可有效减小实验工作量。

R134a/R23自然复叠制冷系统的仿真和优化研究

针对使用R134a/R23混合制冷剂的自然复叠制冷系统,编制了基于NIST REFPROP的仿真程序。利用仿真和实验对系统各种优化措施的效果进行了分析和验证。两者都表明:分凝措施有利于降低系统蒸发温度、提高COP;而回热可以略微降低系统蒸发温度,但使系统COP降低、压缩机排气温度升高。

非共沸环保混合制冷剂自然复叠冷柜的可行性研究

针对非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)自然复叠制冷-40℃冷柜模拟研究结果,在进一步探讨了该系统的变工况特性的基础上,提出应对冷却介质温度发生变化的系统控制方案及应对压缩机过热的系统改进方案.

非共沸混合制冷工质用于二级自然复叠制冷系统研究

自然复叠制冷系统采用非共沸混合制冷剂,利用自然分离、多级复叠的原理,可以使用单台制冷压缩机,通过2级气液分离和热交换,实现复叠式制冷系统才能达到较低的蒸发温度和制冷能力,同时简化了控制系统,提高了制冷系统的可靠性。

自然复叠系统与低温制冷

自然复叠制冷系统采用混合工质，用一个普通压缩机实现了－ １５０ ℃甚至更低的温度。与以往采用三级复叠制冷系统的－ １５０ ℃低温冰箱相比，采用自然复叠系统的低温冰箱减少了两个压缩机及相应的油分离器、干燥过滤器等附件，并使控制系统大为简化，从而提高了系统的整体可靠性。本文将详细介绍自然复叠制冷系统的原理和应用。

R23/R134a自然复叠制冷系统研究

对自然复叠制冷系统制冷剂选择、循环流程设计以及热力计算进行了研究,建立了R23/R134a自然复叠制冷系统实验装置。自然复叠非共沸制冷剂的沸点间距按大致等分的原则选择,一般沸点间距40～80℃。研究指出完成自然复叠制冷循环热力计算需要已知以下4个重要参数:冷凝温度、蒸发温度,以及冷凝压力、蒸发压力、浓度3个参数中的2个参数。制冷循环流程设计时,增加分凝器,可以提高低温回路制冷剂浓度;在低温回路节流阀加延时开关,可以缩短自然复叠制冷装置启动时间。R23/R134自然复叠制冷系统实验装置,最低蒸发温度达到-55℃左右,合适的R23/R134a充注浓度约在29.4%～41%之间。研究结果对自然复叠制冷系统的产品设计过程有参考价值。

-80°C低温冰柜的系统设计

进行了 - 80°C的低温冷柜的设计计算 ,该低温冰柜采用自然复叠制冷循环 ,采用R2 2 /R1 4混合工质。文中涉及了蒸发器、冷凝器、冷凝蒸发器、中间换热器、毛细管和压缩机的设计计算。这种自然复叠式低温冷柜结构简单 ,在低温医学等方面有较好的应用。

高低温冲击试验箱制冷系统设计

高低温冲击试验箱是一种提供高、低温的环境设备,主要用于机械、电子、电工等领域的一些产品进行高、低温环境的性能测试、筛选或考核实验。文中进行了高低温冲击试验装置结构及其制冷系统设计,利用具有精馏装置的自然复叠式制冷循环系统获得冷源,使用R22/R23混合工质,低温室内温度可到达-70℃,实现宽范围的温度自动调节。试验箱执行《温度冲击实验(》GJB150.5-86)技术标准,可以满足温度冲击试验的需求。