泵驱动的制冷剂相变冷板冷却系统实验研究

元器件的小型化和性能的提升使电子器件功率不断提高,优越的散热性能对于保证电子器件的可靠性具有重要意义。本文搭建了泵驱动的制冷剂相变冷板冷却实验系统,设计加工了4块不同材质(铜、铝)和流道高度(10、15 mm)的相变冷板,对散热功率为200~1000 W、热流密度为4.4~22.2 W/cm^(2)的集中热源在制冷能力为3~11 kW和不同热源位置时的冷板换热性能、阻力特性及泵功耗进行了研究。结果表明:相变冷板换热性能优越,在应对散热量为1 kW、热流密度为22.2 W/cm^(2)的集中热源时,传热系数最高可达26 kW/(m^(2)·℃),在系统总阻力小于20 kPa、制冷剂泵功耗小于20 W时可以实现模拟热源表面与制冷剂温差小于15℃,可以利用天然冷源进行散热,实现节能;相变冷板的换热特性可由翅片效率计算式和Kandlikar传热关联式进行描述,使用理论公式计算出的冷板温差与实际值偏差小于1℃,可以指导冷板流道设计。

面向药材贮藏的热泵干燥系统实验研究

目的针对药材贮藏前传统干燥处理方法效率低,药材易变质,处理能耗高,不利于药材高品质贮藏等问题,优化药材干燥处理方法至关重要。方法采用真空低温干燥技术,设计一套以真空干燥箱为传质系统进行低温干燥的热泵干燥处理系统。系统包含基于热泵压缩机驱动的真空低温干燥系统、真空泵、变频风机等设备,通过对其进行干燥性能实验研究,分析获得热泵冷凝温度、空气入口风速以及空气入口温度对该系统干燥性能的影响。结果在环境真空压力−40~0 kPa实验条件下,热泵真空低温干燥系统的干燥量、干燥效率、传质系数及传热系数最大值分别为3.96 kg/h、44.19%、3.75 g/(m^(2)·s)、3.25 W/(m^(2)·℃),析湿过程传质系数及传热系数最大值分别为44.51 g/(m^(2)·s)及36.03 W/(m^(2)·℃),热泵系统最大能效为6.08。对实验数据进行回归分析,得到热泵真空低温干燥系统干燥效率模型,模型计算值与实验值的最大偏差在±21%以内,平均偏差为9.18%,预测效果较好。结论相较于常压下热泵低温干燥技术,基于真空低温干燥技术的热泵干燥系统能够有效提高药材干燥效率,降低药材干燥处理过程中的能源消耗,为药材高品质贮藏提供保障。

不同进水口温度下相变蓄热器传热特性研究

高能效的热泵技术是解决碳排放问题的有效技术手段。相变蓄热技术可进一步提升热泵系统的能效比并解决热量供需端的不匹配问题。设计相变蓄热式热泵热水器的蓄热箱体,建立蓄热式热水换热器的三维瞬态模型,探索进水口温度与相变蓄热材料之间的传热特性。模拟计算可知:进水口温度越低,传热温差越大,热流密度越大,进水口温度为15℃较进水口温度为25℃供应80℃热水时间短14.5%左右。模拟计算结果验证了蓄热式热泵热水器的可行性,为热泵热水器进一步应用提供了理论依据。

转子压缩机摩擦副的磨损预测及试验验证

转子压缩机面临新型制冷剂和新领域的快速拓展,以及客户使用条件的日趋严苛,对可靠性要求越来越高的挑战,但业内没有成熟的摩擦副磨损预测方法。针对某R290热泵专用压缩机,以叶片-叶片槽这一摩擦副为例,从边界润滑、混合润滑、流体润滑的基本模型入手,综合压缩机运行过程中负载、油-制冷剂的混合物性、转速等影响因子,采用经典的Archard模型,建立了转子压缩机摩擦副的磨耗量预测理论模型,仿真结果与长期可靠性试验后实测磨耗量相印证,具有较好的一致性;该方法的建立,有助于转子压缩机快速可靠性预测,提升开发速度。

7 HP三相滚动转子压缩机噪声分析与优化

噪声研究及控制逐渐成为7 HP以上大排量滚动转子压缩机开发关键因素之一。通过对滚动转子压缩机的噪声激励源类型分析,并对主要影响因素进行改善探讨和实验验证。基于7 HP机排量大、负载高的特点,对曲轴轴系稳定性进行优化。建立7 HP压缩机旋转系三维模型并进行CAE仿真计算,通过优化调整缸盖环槽厚度,缸盖与曲轴的接触面压下降2%,曲轴变形量减小1%;对压缩机运转过程中轴系稳定性有明显改善作用。实验表明优化轴系稳定性对噪声改善有明显效果,整机噪声OA值可下降6 dB。

热电偶温度测量系统中电磁继电器的影响分析

热电偶是一种价格低、方便使用的温度传感器。在综合性的检测设备中部分对测试精度要求不高的温度测量,通常会选用热电偶作为传感器。热电偶通常与延长线及显示仪表共同组成一组测量系统。为降低成本及柜体安装设计,有时需引入继电器实现分别测量的目的。测量系统中增加电器元件将对测量精度和不确定度产生影响。研究分析了热电偶温度测量的原理以及继电器结构工作的原理。分析在热电偶测量系统中增加电磁继电器,对信号调理电路的设计产生的影响,并通过试验验证不同方案电路设计对测量系统不确定度的影响,给出一套适宜的电路设计方案。试验结果表明:测量系统中无继电器接入和测量系统中接入1个继电器常开触点两种方案,测量不确定度U<1℃。本次研究给后续的热电偶测量系统的设计提供参考意见。

高热流密度多热源冷却用相变换热冷板实验研究

针对高热流密度电子元器件的散热问题,设计加工了5块不同结构、不同加工方式的相变换热冷板,并研究了泵驱动相变换热冷板结构参数、热流密度、制冷剂流量、热源布置等因素对冷板换热性能、阻力、泵功耗等方面的影响。结果表明:所设计的钻孔冷板换热性能优异,对总发热量5000 W、热流密度38 W/cm^(2)的分散热源进行散热时,热源表面与冷板内制冷剂温差小于25℃,同时冷板阻力小于30 kPa,泵功耗小于35 W;冷板的加工方式对其换热效果影响显著,冷板应尽量采用一体化设计,减少热传递的环节,避免不同材料嵌合产生的接触热阻;当多个热源热流密度不同时,将热流密度较大的热源布置在靠近冷板入口处有更好的换热效果。

电火花打孔对单晶高温合金损伤的多角度表征方法及损伤机理

本文旨在研究多种工艺参数下电火花打孔对新一代单晶高温合金的损伤行为,通过进行加工电流、脉冲宽度与脉冲间隔3种参数变化的25组正交试验,采用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子背散射仪(EBSD)等表征手段对打孔形成的不同损伤的影响规律进行研究。结果表明:加工电流对孔壁粗糙度和重熔层厚度影响最明显,脉冲宽度其次,脉冲间隔影响最弱。基于试验结果形成从圆度、锥度、孔内壁粗糙度、孔内壁形貌、重熔层厚度分布、重熔层组织结构、重熔层成分等多角度表征气膜孔损伤的方法。利用多处测量正交计算和极差的方法,以及面积方法评价不同打孔工艺重熔层厚度,剖析重熔层的形成过程,分析出电火花打孔对先进单晶高温合金的损伤机理。

曲轴表面处理对转子式压缩机的性能影响研究

本文采用了曲轴表面微观形貌对比和实验验证的方法,研究了变频旋转式压缩机曲轴在表面处理工艺有二硫化钼和无二硫化钼两种状态,分析比较了曲轴在两种状态下的摩擦性能,并将其运用在变频压缩机上。结果表面,曲轴无二硫化钼涂层的状态比曲轴有二硫化钼的状态摩擦系数高0.3%,压缩机性能,曲轴磨耗在4µm左右,性能系数提高0.4%,噪音增加0.3dB。

制冷剂泵-蒸气压缩复合制冷系统性能研究

通过采用Dymola仿真方法研究使用制冷剂泵-蒸气压缩复合制冷系统对负载进行制冷时,环境温度变化对制冷系统性能和运行参数调控的影响。结果表明:对于蒸气压缩制冷模式,当环境温度升高时,压缩机的频率增大、制冷量增大才能满足降温速率的需求,同时系统功率和耗电量上升,当环境温度从20℃升高至60℃时,系统的耗电量从0.88 kW·h升高至3.07 kW·h;对于制冷剂泵循环模式,当环境温度升高时,可通过提高制冷剂泵频率和增大风机风量满足降温速率的需要。在本文所给定的条件下,环境温度为23℃是使用制冷剂泵循环系统达到目标的极限温度。当环境温度从15℃升高至23℃时,制冷剂泵循环系统的耗电量从0.20 kW·h升高至2.05 kW·h。制冷剂泵-蒸气压缩复合制冷系统两种模式的切换温度应该在环境温度20℃附近,高于20℃时启用蒸气压缩制冷模式,反之启用制冷剂泵循环模式。

1.5匹R290空调系统制冷剂充注量的研究

当前空调系统制冷剂替代工作正在进行中,R290(丙烷)作为碳氢制冷剂,受到行业的广泛关注和追捧,我国也已经将其看作长期替代工质,给予了政策上的倾斜。主要介绍了R290制冷剂在最新的国标中,制冷剂充注量上的变化,通过举例来进一步阐述新标准如何计算制冷剂充注量和最小循环风量。然后基于一款1.5 HP R32 APF1变频空调系统,以试验的方式,对比了当该系统的制冷剂从R32切换到R290后,制冷剂充注量和空调系统APF性能变化。最终,结合R290制冷剂的特点,对今后系统的开发提出了目标和展望。

相变蓄能在热泵系统中的应用研究

“双碳”目标要求2030年达到碳达峰。供热与供冷能耗占据着碳排放的较大比例。热泵技术是实现节能减排的有效技术手段,但是热泵系统受环境温度、系统流程等影响较大。相变储能技术可有效地提升热泵系统能效,并解决低品位能量在时间、空间上的不匹配问题。结合相变储能技术与热泵系统,从热泵制冷、热泵供热及热泵除霜三方面对相关技术与研究进行了归纳总结,并着重对相变材料的性能进行了阐述。针对目前相变储能技术在热泵系统中的应用问题进行了探讨,发现提高材料储能密度、强化换热、结构优化等方面是未来的发展趋势,为进一步推广相变储能技术在热泵系统中的应用提供依据与支持。

铁芯级进模反冲技术

电机对转子的同轴度要求日益严格,以满足转子动平衡要求.通常电机铁芯级进模采用高速冲床在一次冲压行程中,在不同的两个工位实现冲转子内孔及转子外径.模具工位加工累计误差及工位产生的步距误差使转子同轴度变大.根据复合冲压方式实现转子外径、轴孔一步成型的结构分析和研究,主要对提高并稳定转子同轴度的复合反冲结构、优化措施等方面进行分析.经过试用反冲结构,实现转子轴孔与转子落料同工位冲裁,满足了同心度要求,保证了产品的平面度.

自动上下料装置在偏心磨上的运用

介绍自动上下料装置在制造生产线逐步替代人工,以达到降低劳动强度、节约人工成本的目的;详细介绍空调压缩机部品曲轴偏心磨床的自动上下料装置,解决定位的困难并实现精确的定位。

基于双蒸发温度的户式化冷水机组运行特性试验研究

针对小型户式化建筑中湿度主动控制缺失的问题,本文提出可用于温湿度同时控制的基于双蒸发温度的新型冷水机组,提供高、低温冷冻水,以实现室内温湿度同时控制.通过试验探究了机组在改变室外温度条件下的运行情况特性,试验结果表明:夏季变工况下机组供水温度为18.8℃和7.8℃,过渡季节变工况下的供水温度为18.6℃和6.4℃,说明新型冷水机组可以稳定提供2种不同温度的冷冻水,压缩机能效比为3.1和5.1,冬季变工况下的供水温度为34.8℃和36.4℃,压缩机能效比为4.5,可以满足高低温侧板式换热器供回水温需求,运行稳定.因此,该新型双蒸发温度的冷水机组可行,并在中小型建筑的用于温湿分控系统应用中具有潜力.

小型双蒸发温度冷/热水机组的运行调节特性实验

本文针对中小型住宅或办公建筑在温湿度独立控制方面存在的不足,建立了一套基于双蒸发温度的新型冷/热水机组。实验研究了在改变压缩机频率(30~80 Hz)及高温与低温侧电子膨胀阀(EEV1、EEV2)开度(80%~100%、10%~50%)工况下系统的运行情况,记录供回水温度以及冷冻水流量并对高低温侧冷量进行分析,从而研究该冷/热水机组的运行调节特性。结果表明:变频制冷和制热工况下,机组制冷(制热)量均与压缩机频率呈正比关系;制冷工况下,当EEV2开度小于30%时,随着EEV1开度的增大,机组高低温侧制冷量和总制冷量呈下降趋势;EEV1开度固定时,随着EEV2开度的增大,机组高温侧制冷量基本保持恒定,低温侧制冷量和总制冷量呈先上升后下降的趋势,在EEV2开度约为30%时出现最大值,此时机组的除湿能力也达到最大。

滚动转子压缩机排气流噪声数值计算与机理分析

为了辨识滚动转子压缩机排气气流噪声的主要成分,对其排气过程建立了计算气动声学分析模型。首先使用基于滑移网格和脱落涡模拟的CFD计算对压缩机排气过程的压力脉动进行直接求解,结合声学有限元计算分析了压力脉动中各成分的贡献;其次使用基于动网格的CFD计算求解压缩泵腔及消声器的流场,计算了泵腔出口流量变化。仿真结果和实验测量的一致结果表明,排气通道内压力脉动中声学响应成分远大于湍流脉动成分,且在噪声集中的频段内声源主要为泵腔出口的单极子噪声,而整体声腔模态对该声源的频率分布有影响。泵腔排气口的单极子噪声源是滚动转子压缩机气动噪声的最主要声源。

制冷剂充注量及阀开度对带气液分离器的CO_(2)汽车空调系统性能的影响

本文研究了制冷剂充注量及阀开度对带有气液分离器的CO_(2)汽车空调系统性能的影响,通过可视化的气液分离器观察在不同充注量下罐子里面的液位高低,研究了气液分离器对于系统性能的影响。研究发现充注量在1,100~1,500 g系统状态相对稳定,出现平台期。在不同充注量下,阀开度对高低压和系统性能的影响研究表明,低充注量下(400~1,000 g),阀开度对低压影响较大;高压充注量下(1,600 g以上),阀开度对高压的影响较大。

压缩机用外转子永磁同步电机结构优化

变频空调压缩机电机大多采用内转子永磁电动机,但内转子电机一直存在噪声、振动和成本的问题。相比内转子电机结构,外转子电机在噪声、转动惯量和漆包线成本上具有优势。对外转子电机的发展现状、技术优势以及外转子电机在压缩机上的应用现状做了分析,进行了外转子压缩机电机的方案设计,样机试制,试验平台搭建以及样机实验验证。

2019年度中国压缩机市场发展分析

2019年,我国制冷压缩机行业受到宏观经济下行、投资放缓、库存攀升等因素影响,整体市场增长较上一年有所放缓。在国家大力推行节能环保政策以及市场对产品品质要求逐步提高的背景下,压缩机企业面临来自降低制造成本与提高产品能效两方面的压力,市场竞争愈发激烈,行业利润不断下降。