热管/蒸气压缩复合空调原理及其在高发热量空间的应用效果分析

移动通讯基站与网络数据机房等高发热量空间由于需要全年供冷,空调能耗很高。热管/蒸气压缩复合制冷技术是一种将分离式热管和蒸气压缩式制冷有机融合,实现两者优势互补的高效冷却技术。本文阐述热管/蒸气压缩复合制冷技术的工作原理与节能机制,并将开发的热管/蒸气压缩空调机组在全国南北多个基站中进行长期试点应用,实测结果表明,机组运行稳定、室内温度控制良好,在同等条件下,比常规基站空调节能30%~45%。该机组的设计原理与应用结果为各种类型热管/蒸气压缩复合制冷机组的研发和应用奠定基础。

准二级压缩热泵空调器的实验研究

将带闪发器的准二级压缩热泵循环用于房间空调器,能够有效提高系统制热(制冷)能力,降低压缩机排气温度。通过对准二级热泵空调在APF测试的6个工况下进行实验研究,结果表明,在标准制冷、标准制热和中间制热工况下,开启补气后系统能力有所提高,COP变化不大;在中间制冷工况,开启补气后系统能力和COP均变化不大;在额定低温制热以及超低温制热工况下.开启补气后系统性能大幅提高,最大幅度达16.76%,排气温度可降低14.2℃,同时,系统APF值由4.51升高至4.65。

一种新型芯片冷却构思的实验研究——利用蒸汽压缩空调系统降低计算机机箱环境温度以冷却芯片(英文)

提出通过降低计算机机箱内整体冷却空气温度达到热管理.类似日常生活用的普通空调,提出一种整体式中尺度空调系统来调节计算机内温度,并在实验原型上做了大量概念性的实验.结果表明,计算机机箱内环境空气温度可以从54.7℃降低到32.7℃.说明此种方法可以在不改变计算机任何部件的情况下大大提高计算机系统的冷却效果,为热管理设计的这一特定中尺度空调机非常经济且易操作,在计算机产业上将会得到广泛的应用.如同空调系统的末端一样,此整体式空调机可同时拥有多个蒸发器以带走多个发热元件产生的热量;蒸发器还可以直接扣在中央处理器(CPU)和显卡等芯片的表面以冷却芯片.本文提出的主动冷却系统在调节局部热环境时可灵活调整.例如如果空气冷却系统中有两个蒸发器时,就可用一个冷却机箱内环境温度,另一个直接扣在CPU上.本文提供的概念有望为个人笔记本电脑、台式机和大型计算机提供一种高效的冷却方法,也可应用在其他产热率较高的很多场合.

定速及变频空调器节能技术的探讨

对如何提高空调器能效比进行了理论分析,指出压缩机喷气增焓技术在提高空调能效比方面有很大的潜力,对如何改进变容量空调SEER的测试方法提出了建议。

热泵用涡旋压缩机补气位置特性研究

针对热泵空调用涡旋压缩机的补气增焓技术的研究与应用,对补气增焓涡旋式压缩机的补气孔位置进行了理论研究.结果表明:相对于无补气过程,有补气过程的制热量和能效比增加,排气温度下降,排气压力上升.在所选计算工况下,与无补气热泵系统相比,补气位置在吸气腔时能够获得最大的制热量增量,补气位置在吸气腔和压缩腔时能够获得最大的EER增量,补气位置在吸气口和压缩腔时能够最大限度的降低排气温度.

电动汽车热泵两对腔涡旋压缩机补气特性研究

为了研究小压比、短型线的两对腔(N=2)涡旋压缩机的补气性能,采用第二制冷剂量热器法搭建了测量补气式涡旋压缩机的性能试验台,在不同热泵工况及补气压力下进行了试验研究与分析。结果显示:基于试验工况,有补气相对于无补气均可使涡旋压缩机的排气温度降低;压缩机制热量随补气压力的升高而增加,而制热COP(能效比)则随补气压力的增大先上升后下降,4个工况下峰值处的COP较无补气时分别增大了11.45%,7.28%,2.09%,3.56%;低温热泵名义制热工况下涡旋压缩机的容积效率随着补气压力的提高而逐渐增大,热泵名义制热工况下(工况3、工况4)补气压力对容积效率影响甚微,分别维持在0.55及0.50附近;所测工况下的压缩机效率随补气压力的增加先增大后减小。

带气液分离的变频空调系统研究

在相变过程中实施气液分离可实现强化传热。本文将气液分离应用于变频空调系统中,通过匹配实验获得了系统最佳充注量和毛细管长度,在标准工况下系统制冷能效(Energy Efficiency Ratio,EER)为2.57,制热模式下系统能效(Coefficient of Performance,COP)为3.68,并研究了不同制冷、制热工况下的系统性能。为反映系统实际运行性能,进一步比较了不同城市实际运行全年能源消耗效率(Annual Performance Factor,APF)。结果表明:APF值在腾冲市最高,为3.67,在沈阳市最低,为2.81。系统在不同城市运行,性能差异显著,国标不能真实反映系统的实际运行性能。

补气增焓对电动客车变频空调性能的影响

不同的试验工况下,针对带经济器的电动客车空调,分别测试了补气前后的空调系统制热性能参数,并在-5℃外部环境温度下,测试了压缩机运行频率不同时的空调机组补气前后性能参数。试验结果表明:外部环境温度越低,补气对制热量、能效比的提升效果越大;-20℃时补气效果最佳,机组制热量提高26%,能效比提高14.9%;压缩机运行频率低于一定频率时,补气对空调机组制热量的影响可以忽略不计。

热气旁通化霜技术在空调机组上的应用

传统的化霜模式是通过改变四通换向阀的动作,使冷媒逆向流动,通过压缩机排出的高温制冷剂来化霜,相当于在化霜过程中从制热状态变成制冷,室内的房间温度会波动很大;本文研究的化霜方法是通过直接热气旁通的方式进行化霜,并将此技术可以实现产品化的应用。热气旁通化霜是:当进入化霜时,直接把排气侧的高温气态冷媒旁通到冷凝器实现化霜,室内机仍然是制热状态,在制热化霜的过程中对室内温度影响很小,大幅提高了室内的舒适性。

带有喷气冷却的R32风冷单元式空调机性能实验研究

针对带喷气冷却和不带喷气冷却的R32风冷单元式空调机进行实验研究。研究发现,虽然采用喷气冷却导致系统的冷凝压力较高且系统性能系数降低,但可以有效提高系统制冷量,降低压缩机的排气温度,有效提高系统的可靠性。

关于提高房间空调器制热性能的实验研究

双缸变容喷气增焓压缩机系统以其全新的压缩控制技术,可以显著提高低频运行条件下的制热能效以及高频运行条件下的制热能力。实验研究表明:采用双缸变容喷气增焓压缩机,低频能效提高最高可达30%,制冷季节能效SEER和制热季节能效HSPF分别提高38.9%和41%;在室外工况在-2^-16℃条件下,制热量可以提高11.6~15.4%;在环境模拟实验室的实验结果表明:开机运行20min和60min后,房间温度的升温幅度分别提高8.8%和8.1%。

基于CFD仿真的喷气增焓管压力脉动分析及改善

涡旋压缩机喷气增焓管路内部的强压力脉动易与喷射阀阀体共振导致阀体破损,为了解决这一问题,采用CFD仿真研究了喷气增焓管内压力脉动产生和传播的机理,并基于此提出了孔形和孔数目优化等压力脉动衰减技术方案,通过压力脉动测试发现所提出的方案ARI30-120四个转速下OA值(0~1000 Hz)的降低幅度平均约为30%,验证了压力脉动产生机理分析和所建立CFD仿真方法的有效性,研究可为喷气增焓涡旋压缩机压力脉动导致的振动和噪声改善提供理论依据及具体方案。

基于气体旁通蒸发技术的变频房间空调器APF提升研究

对于空调器用翅片管换热器,制冷剂在蒸发/冷凝两种工况下的制冷剂侧压降特性差异较大,导致换热器蒸发模式下的最佳分路数远大于冷凝模式下的最佳分路数,而常规翅片管换热器无法实现制冷剂流路与运行工况之间的良好匹配。针对这一问题,本文通过实验研究了气体旁通蒸发技术对不同负荷下房间空调器性能及APF的影响。实验结果表明:制热模式下,当系统制热量为2~5 kW时,气体旁通蒸发系统的COP较原型机可提升2.5%~7.2%;制冷模式下,当系统制热量为1.5~4.5 kW时,气体旁通蒸发系统的COP较原型机提升了8.6%~3.5%;根据GB 21455—2019标准[1],应用气体旁通蒸发技术可使空调器全年能源消耗效率APF提升6.4%。

一二级节流阀开度对R134a补气系统影响的试验研究

为了研究一、二级节流对补气系统的影响规律,设计构建了驻车空调R134a补气系统,主要对补气增焓系统参数进行了试验研究。通过对试验数据分析研究得到补气增焓系统吸排气温度、一二级节流前后温差随一二级节流阀开度的变化规律,为后续系统设计提供理论指导。

纯电动公交车热泵空调系统制冷性能实验研究

针对纯电动公交车空调系统能耗高、运行不稳定等问题,设计并搭建了一套带低压补气的纯电动公交车热泵空调系统实验台,实验研究了车外环境温度、压缩机转速、车外风量和补气过热度对系统制冷性能的影响。结果表明:系统在极端环境温度50℃时,系统制冷量降低了12.7%,但仍能满足车内冷量需求;压缩机转速增至5000 r/min时,系统COP下降了7.8%,系统制冷量提高了86.2%;车外风量变化对系统各项制冷性能参数均影响较小,可通过改变车外风量来达到节能目的;采用低压补气技术和降低补气过热度能增强系统稳定性。

补气技术应用于低温变频空调器的实验研究

针对电动客车用热泵空调器在低温工况下压缩比大、排气温度高、容积效率偏低、系统性能降低等突出问题,提出了带经济器的补气技术,并对系统循环过程进行理论分析,测试了在-15℃的环境温度、不同压缩机转速下,补气技术对电动客车用低温变频空调器的性能影响。结果表明:与不补气的热泵空调器相比,采用补气技术可显著降低压缩机排气温度,使系统安全可靠运行,特别是压缩机转速为5000r/min时,不补气时排气温度高达116.7℃,而补气时排气温度为99.6℃,相比下降了14.7%;采用补气技术提升了系统制热量和制热性能系数COP,且随着压缩机转速的提高,其效果更加显著,当压缩机转速由2000r/min提高到5000r/min时,与不补气的热泵空调器相比,系统制热量提升了16.2%~22.7%,COP提升了2.8%~14.2%。

带经济器的热泵型纯电动客车空调系统结霜特性研究

针对热泵型纯电动客车空调系统在冬季低温供热运行时车外换热器易结霜问题,设计并搭建一套带经济器、有三种不同补气方式的热泵空调系统实验台。通过实验研究并对比分析该系统在不同补气方式下运行时车外微通道平行流换热器的结霜性能,发现车外环境温度为-15℃工况时,在中压补气方式下结霜运行时系统COP、制热量、蒸发温度均明显最高,此时系统可高效运行。