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.

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。

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。

Performance analysis of a zeotropic mixture(R290/CO_2) for trans-critical power cycle

Low critical temperature limits the application of CO_2 trans-critical power cycle.The binary mixture of R290/CO_2has higher critical temperature.Using mixture fluid may solve the problem that subcritical CO_2 is hardly condensed by conventional cooling water.In this article,theoretical analysis is executed to study the performance of the zeotropic mixture for trans-critical power cycle using low-grade liquid heat source with temperature of200℃.The results indicated that the problem that CO_2 can't be condensed in power cycle by conventional cooling water can be solved by mixing R290 to CO_2.Variation trend of outlet temperature of thermal oil in supercritical heater with heating pressure is determined by the composition of the mixture fluid.Gliding temperature causes the maximum outlet temperature of cooling water with the increase of mass fraction of R290.There are the maximum values for cycle thermal efficiency and net power output with the increase of supercritical heating pressure.

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。

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℃。

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。

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.