冷藏/冷冻车辆用制冷机组的性能实验及模拟

为研究冷藏/冷冻车辆用10 kW制冷机组不同参数对性能的影响,本文采用实验和模拟方法分析了制冷循环系统的制冷能力、COP和压力性能,并通过分别改变制冷剂充注量、过热度和制冷剂种类对其进行了实验和模拟研究。结果表明:随着制冷剂充注量和过热度的变化,制冷机组的制冷能力和COP表现出不同的趋势。模拟值和实验值的制冷能力和COP误差分别为6.4%和8.5%,所有结果均在10%以内。与制冷剂充注量相比,制冷机组的性能变化更多地依赖于过热度的变化。在制冷循环过热度为4℃、制冷剂充注量为7.4 kg时,制冷机组的制冷能力和COP最佳。通过数值模拟分析了应用于制冷循环系统的制冷剂R449A,比采用R404A的系统COP高约4%。确认了制冷剂R449A可以替代R404A使用。

宽工况下水蒸气喷射制冷系统试验研究

针对低品位余热资源热负荷的不稳定性,开展研究利用低品位余热资源的水蒸气喷射制冷系统性能变化规律。通过搭建水蒸气喷射制冷试验平台,对蒸汽喷射器的引射系数与系统性能进行了试验研究。结果表明:当发生温度为设计温度140 ℃时,蒸汽喷射器引射系数与系统性能最佳,分别为0.34和0.33,当发生温度高于设计温度时,系统性能和蒸汽喷射器引射系数要比发生温度低于设计温度时更优;随着蒸发温度从2 ℃上升到22 ℃时,蒸汽喷射器引射系数由0.17上升到了0.22,增加了25%,系统性能从0.17上升到了0.24,提高了41%,因此较高的蒸发温度对系统的性能有所提升;系统存在1个临界冷凝温度,当超过临界冷凝温度时,蒸汽喷射器引射系数与系统性能急剧下降。研究结果为水蒸气喷射制冷的模拟研究提供了试验验证,对水蒸气喷射制冷系统的优化具有重要意义。

高冷凝温度下两级喷射式制冷系统研究

提出了一种利用汽车尾气所含的高温余热作为驱动热源的喷射式制冷系统,并搭建了试验台进行试验。为适应实际工况中较高的冷凝温度,两级串联喷射器被应用在本系统中。为了能有效使用如汽车尾气中的高温余热,本系统选用水作为制冷工质。喷射系统在发生温度150℃,冷凝温度54℃,蒸发温度13℃的工作情况下进行设计。并在设计的基础上在不同工况下运行。试验比较了发生温度在130~150℃区间变化,蒸发温度由13~30℃变化时COP的变化情况。试验结果可初步表明两级喷射式制冷系统可以在高冷凝温度条件下进行工作,但效率并不理想,喷射式系统在余热充足的特定场合中的使用有一定的前景。

高温冷水机组的特性试验研究

研究了高温冷水机组在变工况下,随着冷却水进水温度的变化,制冷量和性能系数COP的特性变化情况,从而检验高温冷水机组在实际工程应用中变工况条件下的节能效果。

太阳能冷管的研究及其进展

太阳能冷管以沸石分子筛-水为工质对,在一根玻璃管内完成吸附式制冷循环,一根冷管即为一个制冷单元,成功地解决了太阳能吸附式制冷技术难以转化为成果的问题。本文综述了作者近几年来对太阳能冷管首创性提出,以及其结构性能的研制和改进情况。采用真空集热方式和选择性涂层加强冷管对太阳能的吸收,采用整体固化复合吸附剂提高吸附床的吸附和脱附性能。本文还介绍了已制作的三代太阳能冷管型制冷系统的试验样机,在单一提供制冷的基础上,提出了既可以制冷又可以供热水的多功能太阳能冷管。目前,实验结果表明,最新的多功能太阳能冷管COP可达0.268,太阳能制冷与供热的总效率可达87.7％。

溴化锂吸收式循环的内外热物理参数与机组制冷特性耦合

溴化锂吸收式制冷技术,以其无污染、低消耗、运行平稳、用能模式多等优点在节能和环保领域越来越受到人们的重视。但相对于压缩式制冷,其效率较低的缺点限制了溴化锂吸收式制冷技术的广泛应用。基于溴化锂水溶液气液特性中汽液相平衡和溶液混合与分离的原理,通过调节机组循环过程中内部和外部的参数,实验分析对制冷机组制冷特性的耦合影响。实验结果表明:蒸发温度、充注浓度和吸收压力的提高均能提高制冷量和COP值,且吸收压力的提高效果最显著,其增幅范围最高可以超过100%,而冷却水温度的提高降低了制冷量COP值。因此,适当的耦合调节机组循环的热物理参数可以明显提高制冷性能。

喷射式制冷的发展研究现状

叙述了喷射式制冷研究的意义,从制冷剂、整个系统、喷射器、制冷方式等几个方面详述了喷射式制冷的研究发展现状以及取得的成果,分析认为,在现在能源紧张的情况下,利用低品位能源的喷射式制冷以其独有的优势有广阔的发展前景。

微通道换热器在家用空调上的应用研究

微通道换热器的应用日益普遍。本文通过将微通道换热器引入3 HP柜式家用空调,并对其性能和充注量等与原机进行了对比,对微通道在家用空调领域的应用进行了研究。从结果可以看出:当只更换室内换热器时,系统的充注量由原来的2200g降到1850g左右;与原机相比,制冷时系统的制冷量略降低1%、COP提高2.2%;制热时系统的制热量比原机提高3.9%、系统COP则提高了11.2%。当将室内外的管片式换热器都更换为微通道换热器后,系统的充注量由原来的2200g降到1000g左右;与原机相比,制冷量提高0.8%,系统COP则提高5.2%。

新型太阳能风冷氨水吸收式制冷循环的研究

提出一种新型太阳能风冷氨水吸收式制冷循环系统,该系统设置精馏器提纯氨蒸汽,并有效回收精馏器精馏热及中温吸收器吸收热,实现对太阳能的有效利用以及机组风冷化和小型化,与传统系统相比其系统性能系数(COP)显著提高。基于能量守恒、溶液质量守恒和氨组分质量守恒建立系统各部件热力学数学模型,在此基础上编写程序对系统循环特性进行理论计算,分析热源温度、蒸发温度、冷凝温度等参数对系统COP的影响,为系统优化设计及建立最优运行方案提供理论支持。

家用空调系统制冷剂充注量的研究

对1台制冷量为2.5kW的家用空调器进行研究,建立该空调器稳态分布参数仿真模型。研究系统中各部件的制冷剂分布情况：冷凝器中制冷剂分布最多,随着充注量的增大,冷凝器中制冷剂量增大,份额由38.6%变化到62.1%,而其他部件中制冷剂量基本保持不变。从各部件充注量变化的角度分析充注量与系统其他参数之间的关系：当充注量增加时,系统冷凝温度、冷凝压力、排气温度、过冷度增加,蒸发压力略有下降,质量流量减小,COP值先增后减。重点研究充注量、COP和过冷度3者的平衡关系。

既有旧型房间空调器的节能改造技术及应用

介绍一种改造既有旧型低效空调器、提高能效的技术,并结合实验室实验并在上海某一既有居民社区节能改造示范项目中的应用探讨节能性。在实验室对旧型柜式空调机的测试结果表明,节能率可提高6%~7%。在某住宅小区的实际应用工程中,对既有家用分体空调器的节能改造效果得到验证,节能率可达10%~15%。实验研究和实际工程应用结果表明,替换冷媒、增加过冷度的改造可获得明显的节能效果,但与机型和使用程度等相关,该技术可望对应我国目前经济水平发展现状和节能减排社会需求,取得具有现实可行的节能效益。

水冷R407C制冷机组冷凝温度确定方法

对采用R407C制冷机组的冷凝温度确定进行了分析,并对采用R22和R407C为工质的制冷机组性能进行了对比.

非设计工况下水蒸气喷射制冷系统热工性能分析

水蒸气喷射制冷系统作为一种环境友好型系统,可利用低品位工业余热或太阳能作为驱动热源。建立了水蒸气喷射制冷系统及其主要部件的热力学模型,对设计工况(发生温度140℃、蒸发温度10℃、冷凝温度26℃)及非设计工况下的喷射器喷射系数、系统COP及系统制冷量进行研究。发现,发生温度由130℃升高到150℃,系统制冷量呈上升趋势,喷射系数、系统COP呈先上升后下降的趋势,二者在设计工况下达到最大值;而随着蒸发温度的升高,三者均呈现不断上升的趋势,其中,蒸发温度由2℃升高到22℃,喷射系数增长了约0.6倍;冷凝温度存在一个临界值,在临界值前,喷射系数、系统COP及制冷量几乎不受冷凝温度的影响,当超过临界值时,三者会迅速下降。且随着发生温度的升高,该临界值随之增大,发生温度从120℃升至140℃,其对应临界值分别从20℃升至24℃。

喷射式制冷系统工质研究

喷射式制冷系统的性能在很大程度上取决于制冷工质的选择。为了比较新的无污染工质对喷射式制冷系统的影响，建立了喷射式制冷系统分析和工质热物性计算的简单模型，研究了有无回热两种情况下不同工作温度时工质对系统性能的影响。

变温热源不可逆布雷顿制冷循环制冷率和制冷系数优化

用有限时间热力学方法分析变温热源不可逆简单布雷顿制冷循环的特性,分别以制冷率和制冷系数为优化目标,优化了循环中换热器的热导分配以及工质和热源间的热容率匹配,并采用数值计算分析了压比、换热器总热导、压缩机和膨胀机效率、工质热容率等参数对最优制冷率和制冷系数的影响特点。所得结果对工程制冷系统设计有一定的指导意义。

变温热源热管式热电制冷器结构设计和性能分析

基于有限时间热力学理论,设计了一种冷却空气的通道结构,建立了基于热管散热的变温热源热电制冷器有限时间热力学模型.通过数值模拟方法对装置冷、热端热阻进行了分析,得到了沿管道流动方向制冷模块冷、热端温度和冷空气温度的变化规律;以制冷率密度和制冷系数为性能指标,分析了输入电流、入口温度、空气流速等关键运行参数和模块填充系数、热电单元长度、管道宽度和吸液芯厚度等设计参数对装置性能的影响,并讨论了空气间隙热漏影响.结果表明:入口温度为290 K时,0.2 m宽的管道管内冷空气温度每米流程下降约14 K;与同工况下不考虑空气间隙热漏情形相比,考虑空气间隙热漏时最大制冷率密度和最大制冷系数分别为0.48 W/cm^(2)和1.11,分别降低了4.00%和5.13%.

冷冻冷藏用制冷剂R404A的替代品对比分析

基于现有的R404A涡旋式压缩机,模拟分别采用R404A,R407A,R407F,R134a和R1234ze制冷剂时的压缩机性能,计算5种制冷剂系统的理论循环COP,并对各典型工况进行对比分析。计算结果表明,R407A和R407F可直接应用于R404A压缩机,而R134a和R1234ze替代R404A时压缩机设计变更较大,4种制冷剂系统能效均较R404A系统有较大提高。

R1234ze(E)与R134a在冷水机组中的应用对比与探讨

介绍HFO类制冷剂R1234ze(E)与HFC类制冷剂R134a的基础特性,分别将这2种工质在螺杆式冷水机组上开展制冷循环性能试验,进行整机制冷量、降膜蒸发器传热性能、壳管式冷凝器传热性能及COP等方面的测试。试验结果表明:R1234ze(E)相比R134a样机制冷量有较大的衰减,蒸发和冷凝传热性能均有下降,而整机COP略有提升。指出后续需要针对R1234ze(E)性能衰减、传热能力下降等问题进行深入研究。

传热规律和各种损失对考虑热弛豫的广义不可逆卡诺制冷机性能影响

本文利用复变函数方法研究了传热规律、热弛豫、内不可逆性和热漏对广义不可逆卡诺制冷机性能的影响,以复数传热指数的虚部表示传热过程的弛豫现象.结果表明传热规律对高、低温侧热导率比、制冷率和制冷系数有很大影响;传热过程的弛豫现象和制冷机内不可逆性对高、低温侧热导率比、制冷率和制冷系数有影响,但影响程度不大;热漏对高、低温侧热导率比影响不明显,对制冷率和制冷系数有较大影响.所得结果对实际制冷机的设计和使用具有理论指导作用.

包含七类循环的广义不可逆普适制冷循环最优性能

用有限时间热力学理论和方法分析了热漏、热阻和其它不可逆性对定常流普适制冷循环模型性能的影响,导出了由两个绝热过程、两个等热容吸热过程和两个等热容放热过程组成的不可逆制冷循环的制冷率、制冷系数、火用损失率、火用输出率和生态学性能,并由数值计算分析了循环过程对循环性能的影响特点。所得结果包含了存在热阻、热漏和内不可逆损失的Diesel、Otto、Brayton、Atkinson、Dual、Miller和Carnot制冷循环的特性。