Experimental Analysis of the Performances of Unit Refrigeration Systems Based on Parallel Compressors with Consideration of the Volumetric and Isentropic Efficiency

The performances of a refrigeration unit relying on compressors working in parallel have been investigated considering the influence of the compressor volumetric efficiency and isentropic efficiency on the compression ratio.Moreover,the following influential factors have been taken into account:evaporation temperature,condensation temperature and compressor suction-exhaust pressure ratio for different opening conditions of the compressor.The following quantities have been selected as the unit performance measurement indicators:refrigeration capacity,energy efficiency ratio(COP),compressor power consumption,and refrigerant flow rate.The experimental results indicate that the system refrigeration capacity and COP decrease with a decrease in evaporation temperature,increase of condensation temperature,and increase in pressure ratio.The refrigerant flow rate increases with the increase in evaporation temperature,decrease in condensing temperature and increase in pressure ratio.The compressor power consumption increases with the increase in condensing temperature and increase in pressure ratio,but is not significantly affected by the evaporation temperature.

Evaporative Condensers in Comfortable Air Conditioning System

The operating theory of an evaporative condenser was expatiated.The difference between an evaporative condensing refrigeration system and a general refrigeration system was analyzed.Compared with the air-cooled and the water-cooled,the virtues of energy-conservation and water-conservation of evaporative condensers were analyzed.Some questions existing in the application of evaporative condensers were pointed out,the corresponding solving methods were analyzed accordingly,and the development trend of evaporative condensing technique in mechanical refrigeration system field and the applied foreground of evaporative condensers in comfortable air conditioning were prospected.

空调器冷凝器结构参数对其制冷剂积存量及系统性能的影响

在保持R290空调器系统性能的前提下,为降低冷凝器中制冷剂积存量,建立冷凝器性能综合评价模型,对冷凝器不同支路数流程的结构参数进行优化研究。结果表明:管径减小使得制冷剂积存量下降、COP下降;管间距和翅片厚度增大以及翅片间距减小均使得制冷剂积存量下降、COP升高;对冷凝器的制冷剂积存量和系统COP进行多目标优化,得到最优设计结构参数为四支路流程,管径5.74 mm,管间距19.67mm,翅片间距1.43mm,翅片厚度0.092mm。本研究可为R290房间空调器减少制冷剂充注量提供参考。

中压补气对R404A冷冻系统性能特性研究

针对纯电动冷藏车冷冻系统在低温工况下出现的排气温度过高、制冷效能较低等问题,研发并搭建了一套采用变频换热风机的微通道换热器新型冷冻系统,研究车厢外环境温度持续增长时,中压补气技术对冷冻系统性能的影响。结果表明:当压缩机转速为4200r/min,库外温度为32℃,库内温度为-15℃,车内换热器风量为80%时,通过试验数据对比分析发现主阀的过热度和补阀的开度分别为5K和25%时冷冻系统制冷性能最佳;当冷冻系统主补阀开度为最佳时,变化库外环境温度发现,与不补气系统对比,系统采用中压补气时,排气温度降低了12.53%~33.80%,制冷量提高了8.38%~16.73%,压缩机功率增加了5.71%~13.07%,COP值上升了2.94%~4.17%。

采用非共沸制冷剂的双喷气增焓两级压缩热泵循环研究

提出一种采用非共沸制冷剂的双喷气增焓两级压缩热泵循环(DVIC),该循环在普通喷气增焓循环(VIC)的基础上采用分液冷凝技术,并增加一组闪蒸器,减少系统不可逆损失,改善热力性能。采用R290/R1336mzz(Z)非共沸制冷剂,对DVIC进行研究,并与VIC进行比较。结果表明:在设定工况下,DVIC比VIC拥有更优的循环性能,系统COP和(火用)效率分别提高5.82%和8.41%,压缩机功耗降低6.39%;在较低蒸发温度或较高冷凝温度的运行工况下,DVIC性能的改善效果更加明显。

压力振荡管内波系运动行为的可视化实验研究

气波制冷机具有制冷效率高、可带液工作等优点。为深入研究气波制冷机核心部件压力振荡管内部波系运动,设计了一套双开口压力振荡管可视化流场测量平台,利用视场拼接和纹影技术获得压力振荡管内密度梯度场的定量表达,并将实验结果与二维欧拉方程理论计算结果进行了交叉对比验证,误差为3.2%,证明基于纹影技术追踪管内复杂波系运动的方法不仅直观可视且准确可靠。基于上述方法,对不同压比和转速下的压力振荡管内波系开展了实验研究。实验结果表明,增大压比或转速均会提升激波马赫数。压比由1.5增大至3.0时,激波强度和膨胀波强度均显著增大,强化了对近管口区间气体的膨胀作用。转速由800 r/min提高至2400 r/min时,膨胀波波系运动路径逐渐向管口方向弯曲,降低了膨胀波在管口运动的速度,增加了膨胀波对近管口区间气体的作用时间。

带气液调配蒸发器空气源热泵热水器的实验研究

气液调配蒸发器通过调整干度和质量流速实现传热性能提升。分别将两个管程布置为4-2-4-6-4(蒸发器1)和5-4-3-4-4(蒸发器2)的气液调配蒸发器用于热泵热水器中(分别为系统A和系统B)进行实验,并进行了对比研究。结果表明:相比于蒸发器1,蒸发器2制冷剂分布更均匀,且蒸发器侧压降减小了10.91%。在名义工况下,相比于系统A,系统B制热量减少1.69%,功率也减少1.45%,两个系统COP基本相同。系统B的排气压力比系统A小26.35~84.78 kPa,更有利于压缩机的安全运行;在不同的环境温度下,系统B的压缩机功耗均小于系统A,当环境温度为30℃时,系统B的性能比系统A提高了2.1%。

双螺杆制冷压缩机排气压力脉动特性的实验研究

为研究一台冷水机组用双螺杆制冷压缩机的压力脉动特性,本文测录了压缩机压缩及排气过程的瞬态压力变化,解析其压力脉动频域特性,研究了运行转速和冷凝温度对压力脉动特性的影响,对比了压缩机采用变频与变滑阀两种容量调节方式在相同制冷量下的压力脉动、噪声和热力性能。研究结果表明:压缩腔压力脉动来源于转子工作容积内压力周期性升高,并受齿间多通道泄漏过程的影响;排气腔压力脉动来源于工作容积与排气腔的周期性连通与脱开,受排气压力及气体质量流量等因素影响。随着转速的升高,排气腔压力脉动从转速为1380 r/min时的58.6 kPa升至4200 r/min时的141.0 kPa。随着冷凝温度的升高,压力脉动幅值从34℃时的132.0 kPa升至57℃时的314.0 kPa。在相同制冷量下与容调滑阀相比,双螺杆制冷压缩机采用变频的容量调节方式在压力脉动、噪声和热力性能方面均具有显著优势,压力脉动降低54.6%以上,噪声值下降2.9 dB(A)以上,COP提升5.5%以上。

吸收式溴化锂机组回收蒸汽凝液余热制冷技术改造分析

介绍了余热回收溴化锂制冷机组的工作原理,针对鑫润公司60万t/a草酸技改乙二醇装置存在的1.0 MPa(G)蒸汽冷凝液大量直排、所含余热未进行利用的问题,进行了技术改造,即在乙二醇冷冻站新增吸收式溴化锂制冷机组系统,利用凝液余热制取冷冻水。改造后,热能浪费问题得到了有效解决,每年可节约电能2740.53万kW·h,相当于节约标准煤3368.11 t、减少CO_(2)排放量15629.24 t。

板壳式热交换器内制冷剂R410A蒸发传热性能研究

通过实验研究了板壳式热交换器内制冷剂R410A的蒸发传热特性,分析了饱和温度、质量流率和平均干度对蒸发传热系数及两相摩擦压降的影响。将实验数据与现有的蒸发传热预测模型进行比较,拟合得到了板壳式热交换器内R410A蒸发传热努塞尔数和摩擦因数的关联式。研究结果表明,R410A的蒸发传热系数随平均干度的增大先增大后减小,随质量流率的增大而增大,随饱和温度的升高而减小。两相摩擦压降随平均干度、质量流率的增大而增大,随饱和温度的升高而减小。R410A努塞尔数、摩擦因数的关联式计算值与实验值的平均误差绝对值分别为3.78%、4.08%。

室外机防护格栅对空调夏季运行能效影响的实验研究

人们通常将注意力集中在空调设备的额定能效,却较少关注室外机安装方式对空调系统实际运行能效的影响。实际上,空调室外机的防护格栅形式在很大程度上会影响整个系统的能效。因此,对防护格栅的设计和安装进行有效改进,以降低空调的能耗,变得尤为重要。为了解决传统空调室外机防护格栅通风换气能力差的问题,设计了一种高效节能通风防护格栅,并通过实验验证了其在提升系统能效比和节能性方面的成效。结果显示,在夏季平均气温维持在35℃的条件下,相较于传统防护格栅,这种节能防护格栅能够将能耗降低33%,系统制冷能效比提高59%。实验表明,本文所设计的防护格栅对于改善凹槽式安装的空调室外机系统性能具备显著效果。

地铁站分体式蒸发冷凝制冷系统

[目的]蒸发冷凝制冷系统具有节能、节水、节地及无需地面冷却塔装置等优点,近年来蒸发冷凝制冷系统在地铁项目中的应用越来越多,因此需对地铁站分体式蒸发冷凝制冷系统进行分析研究。[方法]介绍了蒸发冷凝制冷系统及其制冷原理;以北京某地铁车站为例,结合其车站实际情况,对蒸发冷凝制冷系统的适用性、选型设置、设备布置、系统能效等进行了分析;分析了蒸发冷凝系统工程应用中常见的火灾工况、配管长度、水质处理、防水及防腐蚀等问题。[结果及结论]相较于传统冷水式螺杆式机组制冷系统,分体式蒸发冷凝制冷系统具有一定的节能优势。火灾工况时,应保证风墙嵌装型蒸发冷凝装置的燃烧性能整体达到A级不燃,并在嵌装位置采取有效的防火封堵措施。采取有效的水处理措施,减少水垢凝结对蒸发冷凝制冷系统运行效率的影响。各机组间的配管长度应控制在合理范围,以减少对蒸发冷凝制冷系统制冷量及能效比的影响。蒸发冷凝装置出风侧墙体及地面宜做防水处理。

超高压处理对石斑鱼冷藏期间品质的影响

为探讨超高压处理对石斑鱼冷藏期间品质的影响,该试验以石斑鱼为原料,研究不同超高压(100、200、300、400、500 MPa,常温保压5 min)处理对石斑鱼在4℃冷藏期间(0~18 d)菌落总数、挥发性盐基氮(total volatile base‐nitrogen,TVB‐N)值、总巯基含量、pH值、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值、质构和色泽的影响。结果表明:300 MPa及以上处理能显著降低鱼样在整个冷藏过程中的菌落总数(P<0.05);当处理压力达到400、500 MPa时,可有效延缓鱼样在冷藏中后期(8~18 d)TVB‐N值和pH值的上升,同时降低总巯基含量的下降速率,而在100、200 MPa处理中,上述指标与对照组相比变化不明显;各超高压处理对鱼样在冷藏期间的TBA值变化影响不显著(P>0.05)。结合质构与色泽分析,与对照组相比,400、500 MPa处理能显著提高鱼样在冷藏期间的硬度、弹性和咀嚼性(P<0.05),但对内聚性的变化影响不明显;色泽方面,300 MPa及以上处理可显著提升鱼样在冷藏期间的L值(P<0.05),同时a值显著下降(P<0.05),但对b值变化影响不明显,总色差ΔE值有效降低。综合各数据分析及能耗考量,认为400 MPa处理5 min可作为石斑鱼最适加工条件,既能有效降低鱼肉的菌落总数,同时也能较好地保持鱼肉在冷藏期间的品质特性。

基于制冷剂泄出的双温热泵特性研究

为满足生产生活中双温供暖供热的需求,提出了一种基于制冷剂泄出的双温热泵系统。建立基于制冷剂泄出的涡旋压缩机数理模型和系统模型并进行数值模拟验证,计算分析系统在不同泄出口位置、泄出口大小、蒸发温度、高温冷凝温度、中温冷凝温度下系统各项性能参数的变化趋势,并与传统双温热泵系统进行对比分析。结果表明,压缩机中间泄出口打开越早压缩机耗功越少、泄出口越大系统节能效果越明显,较传统双温热泵系统制热性能系数在不同工况下都有显著提高,最高可提升16%。所提模型为制冷剂泄出式双温热泵、补气增焓热泵系统的理论分析提供了更有效方法,为涡旋压缩机性能优化和双温热泵系统的研究、设计及系统性能的提升提供了理论参考。

回热对跨临界CO_(2)喷射制冷系统的影响

目的:研究回热对跨临界CO_(2)双级压缩/喷射制冷系统性能的影响。方法:采用仿真模拟软件建模,分析在不同气体冷却器出口温度(25~45℃)、高压侧排气压力(7.4~9.5 MPa)、蒸发温度(-40~-15℃)和中间压力(3~5 MPa)的情况下,回热对低压压缩机吸气温度、排气温度、比功率增量以及系统性能系数的影响。结果:在特定的回热度下,随着中间压力的增加,低压压缩机排气温度和比功率增量升高;但随着蒸发温度升高,低压压缩机排气温度和比功率增量逐渐降低。在标准工况下,回热系统的性能系数低于不带回热系统的,同时随着回热度的增加,回热系统的能效降低。结论:随着回热度的增加,低压压缩机吸气温度、排气温度和比功率增量显著升高。但回热改善跨临界CO_(2)双级压缩/喷射制冷系统性能效果不佳。

直升机核生化防护体系集成设计与仿真

直升机作为国家战略层次的飞行器,其快速进出战场的能力必将在核生化威胁中起到关键作用。为了保障舱内人员的安全,必须对直升机的核生化防护系统进行研究。从系统顶层架构设计出发,基于系统集成手段,设计了一种直升机核生化防护体系。针对各子系统开展了详细构型设计,包括:基于小型高转速电动压气机的气源增压子系统;基于变压吸附原理,可实现机载实时再生的滤毒通风子系统;基于热泵型蒸发制冷循环,利用滑油废热及双蒸发器并联驱动的温度控制子系统;综合座舱超压防护及增压需求的压力调节子系统。基于系统构型,建立了仿真模型,对系统动态性能开展了仿真验证研究。仿真结果表明:在各种极端条件下,舱内压力、温度均满足设计要求。当进入核生化威胁区域时,滤毒通风子系统能够有效吸附有毒物质,吸附床通过机载实时再生,延长了在核生化威胁区域的作业时间,为直升机核生化防护系统设计提供了新的思路。

某系列直升机蒸发循环制冷系统压力故障排查及处理

结合某系列直升机蒸发循环制冷系统的构造和工作原理,分析了其使用过程中的常见故障,对与制冷剂压力相关的故障给出了相应的排查方法,并给出了制冷剂渗漏检测和加注等后续处理措施和方法,提出了制冷系统维护及设计建议。

基于冷凝法的油气回收工艺分析

油气作为高沸点VOCs,排放后会产生高浓度的有机挥发物,不仅污染环境、损害人体健康,还造成了大量的能源浪费。基于冷凝法的油气回收工艺,能够一步实现油气的资源化回用,因此该工艺的多级冷凝、深度冷凝技术,是近年来的重点研究方向。根据制冷原理的不同,冷凝法主要分为机械制冷和液氮制冷,本文对这2种冷凝工艺进行了对比分析,并以汽油的油气回收装置为例,对冷凝法工艺进行了研究分析。结果表明,采用机械制冷时,油气温度从30℃冷凝至-75℃时,能耗低于液氮制冷,但未能达到排放标准,需要增加末端处理设施。采用液氮制冷,可将油气温度一步深度冷凝至-120℃,油气的排放浓度达到排放标准。采用先机械制冷再液氮制冷的组合冷凝工艺,不仅回收效率高,能达标排放,而且相比液氮制冷,经济效益增加了10%以上。

丁烷全冷冻储罐蒸发气处理方案优化探讨

介绍了丁烷全冷冻储罐主要的两种蒸发气(BOG)回收方案,并就其运行中存在的问题及原因进行了分析。对丁烷蒸发气处理方案中不凝气回收提出了优化建议方案,为类似项目执行提供了参考借鉴。

制冷工质压力对红外用波纹管J-T制冷器制冷性能的影响研究

通过具体实验研究了制冷工质压力对波纹管自调式J-T制冷器制冷性能的影响。实验工况内的结论如下:在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤23 MPa),随着工质压力的增大,应用该款制冷器的红外系统的启动时间逐步缩短,但启动加快的速率会随工质压力的增大而减小。当工质压力增大到一定程度(23 MPa≤P≤27 MPa)时,启动时间将趋于稳定。在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤15 MPa),随着工质压力的增大,应用该款制冷器的红外系统的蓄冷时间逐步加长;但工质压力增大到一定程度(15 MPa≤P≤27 MPa)时,蓄冷时间将趋于稳定。在一定的压力范围内(11 MPa≤P≤27 MPa),随着工质压力的增大,制冷器启动时的最大流量呈线性增大趋势,运行时的稳定流量呈逐步增大趋势。本文实验研究的过程方法和研究结果具有工程借鉴意义。