液体制冷剂除霜系统的仿真研究

液体制冷剂除霜具有在除霜期间制冷过程连续,库温波动小,无需附加能耗的优势。为了探究液体制冷剂除霜系统的内在规律,将除霜过程分为预热、融霜、汽化和干加热四个阶段建立数学模型,模拟出在库温为-20℃的工况下,冷风机在不同结霜质量下所用的除霜时间,并进行实验验证。结果发现,结霜质量在5 kg以内的实验值与模拟值的最大偏差为11%,验证了模型的可靠性。同时,应用此模型模拟出液体制冷剂温度随管长变化,管壁温度和结霜质量随时间的变化趋势,通过模拟值可以确定合理的除霜时间和除霜结束点的位置信息,可用于指导液体制冷剂除霜系统的改进与实验研究,对其他除霜方式也有一定借鉴意义。

太阳能蒸汽喷射式制冷机性能

基于对太阳能蒸汽喷射式制冷体统性能的研究,实验以R134a为制冷剂,采用控制变量法,研究了蒸发温度和发生温度对制冷系统的喷射系数、制冷量和COP的影响。结果表明:当冷凝温度和发生温度不变时,喷射系数、制冷量和COP随着蒸发温度的上升而增加。当冷凝温度为35℃、蒸发温度为6℃时,发生温度低于66℃,喷射系数、制冷量和COP都为0;当发生温度大于66℃时,喷射系数、制冷量和COP随着发生温度的上升先增加后减小,当发生温度为84℃时达到最大值,分别为0.223、2.02 kW、0.204。

压缩机频率对R410A/R410A复叠式制冷系统性能的影响

为了研究压缩机频率对R410A/R410A复叠式制冷系统性能的影响,本文实验研究了系统温度、压缩比、性能系数COP随不同高(低)温级压缩机频率的变化。结果表明:在同一工况下,低温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度升高2.36℃,高低温级压缩比的差值降低44.6%;高温级压缩机的频率从50 Hz升至62 Hz时,系统的中间温度降低3.7℃,高低温级压缩比的差值增加58.5%。高温级频率变化时系统复叠温差较小,系统性能系数COP高于低温级频率变化下的系统COP。在高(低)温级压缩机频率为53 Hz时,系统复叠温差最小,系统COP最优。

压缩机频率对R410A/R410A复叠式热泵系统性能的试验研究

通过搭建R410A/R410A复叠式热泵系统试验台对比了在改变高温级或低温级压缩机频率下热泵系统性能的的变化情况,结果表明:在同一工况下,压缩机频率由50 Hz增加到80 Hz,高温级压缩机频率改变时的最小复叠温差仍大于低温级压缩机频率改变时的最大复叠温差;在系统运行未达到最高COP时,增加低温级压缩机频率所带来COP的升高或降低在数值上明显大于增加高温级压缩机频率,且低温级压缩机频率改变时COP的峰值也明显高于改变高温级压缩机的频率;为了更好地研究低温压缩机频率对复叠热泵系统性能的影响,通过对比试验发现改变高温级或低温级压缩机频率时的COP曲线均呈现先增大后减小的趋势,COP达到峰值时,高温级压缩机的最佳频率为53 Hz,低温级压缩机的最佳频率随蒸发工况的降低而降低,压缩机的最佳频率只能使系统在该工况下达到最高COP,在最佳频率下运行的系统COP所能达到的峰值仍然由所处工况决定。

直接冷却系统与间接冷却系统的对比研究

为测得间接冷却系统与直接冷却系统的性能对比,对两者进行了相关试验,研究不同库温、载冷剂流量的工况下2种制冷系统漏冷量、传热系数等性能参数的差异。结果表明,间接冷却系统制冷剂充注量比直接冷却系统减少536.3 g。但漏冷量更多,并随库温升高、载冷剂流量减少而降低,在库温-15℃时,2种制冷系统漏冷量最小相差161.06 W。随库温升高,直接冷却系统传热系数及制冷量会升高,而间接冷却系统传热系数及制冷量随库温升高而减小,载冷剂流量增加而加大。-15℃的库温下2种制冷系统制冷量相差了610.46 W,而增大冷却器换热面积可使其达到直接冷却系统相同的制冷量。因此增大换热面积,选择最佳载冷剂流量对于提高间接冷却系统的制冷效率极为重要。

冷库用间接制冷系统分析

总结间接制冷系统的原理及特点、应用现状、挑战和机遇。从间接制冷系统和载冷剂的角度分析了间接制冷系统在实际应用中的问题。载冷剂的发展很大程度地影响间接制冷系统的应用和推广。冷库用间接制冷系统和氨直接制冷系统的技术经济性分析需要根据实际情况并结合载冷剂的选择综合考虑。

中温循环制冷剂对三级复叠式制冷系统性能的影响

为研究R1150/R23/R161三级复叠式制冷系统中温循环制冷剂替代的可行性方案,对采用R1150/R41/R161,R1150/R170/R161和R1150/R23/R161的三级复叠式制冷系统进行热力学分析。结果表明:蒸发温度在-120^-80℃范围内,系统处于最优运行效率时,R1150/R41/R161,R1150/R23/R161和R1150/R170/R161的系统性能系数、压缩机输入功率和系统损失相差不大;在压缩机排气温度、热力学完善度和效率上,R1150/R170/R161和R1150/R41/R161的表现优于R1150/R23/R161。综合来看,采用R41或R170在三级复叠式制冷系统中取代R23的制冷剂替代方案是可行的。

蓄热水箱对CO_(2)辅助太阳能供热系统的性能影响研究

为提高太阳能供热系统性能,实验搭建了高径比为1直接换热式水箱1和高径比为3间接换热式水箱2两种不同结构水箱,并联放置于太阳能——CO_(2)热泵供热系统(能实现太阳能单独为水箱供热和太阳能与热泵共同为水箱供热)中,探究了四种运行工况下系统性能变化。结果表明:采用太阳能单独为水箱1加热的工况1供水温度稳定在40.4℃;采用太阳能单独为水箱2加热的工况2供水温度为38.6℃;CO_(2)热泵辅助太阳能为水箱1加热的工况3供水温度为42.1℃;CO_(2)热泵辅助太阳能为水箱2加热的工况4供水温度为39.4℃。加热稳定后,工况4的热泵制热量比工况3增加了33.53%,COP增加了25.5%;太阳能有用得热量为工况4>工况2>工况3>工况1。采用CO_(2)热泵辅助换热能提高水箱供水温度,采用螺旋管间接加热的水箱2能提升热泵制热量、热泵COP和太阳能有用能得热量。

膨胀机和内部换热器对复叠式制冷系统性能的影响

为提高复叠式制冷系统(CT)效率,提出带高温循环内部换热器的复叠式制冷系统(CTIHTC)和带高低温循环膨胀机的复叠式制冷系统(CE)的方案,并对这3个系统的性能系数、系统热力学完善度、损失以及系统效率随蒸发温度的变化规律进行分析。结果表明:CE系统的性能系数、热力学完善度和效率最高,损失最小;在工质对分析中,采用R170/R290工质对的CE系统COP最高,在-85^-30℃的蒸发温度内,CE系统COP比CT系统提高18.3%~28.8%。

受层式通风风口模式影响的室内温度场试验研究

通过试验研究,对比4种层式通风系统在高度方向的温度分布规律和不同送风温度下各层式通风系统在Z=1.1 m处的温度变化规律,结果表明:当送风温度和送风量分别为20℃和129.6 m^(3)/s时,就人体热舒适的角度而言,单风口侧面布置的效果优于单风口正面布置;双风口相对布置效果优于双风口直角布置;就室内温度场效果来说双风口相对布置最好;送风温度改变时,4种通风系统Z=1.1 m的温度值均随送风温度的增高而明显上升且具有相似的温度场分布规律;双风口相对层式通风系统的室内温度场随温度的变化差异最明显,则双风口相对层式通风系统效果最佳。

冷库内制冷量测量方法的实验研究

制冷量是评价制冷系统性能好坏的重要指标,对于冷库系统制冷量的测量也是十分重要的。为了探究系统制冷量的测量方法,首先采用实验与理论结合的方法计算出冷库系统的热容值,再通过库温的变化曲率及热平衡关系式,计算出该制冷机组在不同库温下的制冷量。这种方法的优势在于对测试设备的要求较低,能够得到制冷量的连续变化曲线。对于冷库热容的计算,介绍了三种计算方法。对于库温为-20℃时,计算得到的冷库系统内热容值为368000W/℃,而实验测得的冷库系统内热容值为371000W/℃。

制冷系统液体冷媒融霜与电热融霜的对比研究

对冷库冷风机液体冷媒融霜和电热融霜过程中,库温的升高状况和能耗大小进行了实验研究。介绍了液体冷媒融霜实验原理和自动控制操作过程,电热融霜和液体冷媒融霜库温升高实验的装置和方法。对比分析实验结果,重点对库温升高状况和融霜能耗进行了分析研究,结果表明:液体冷媒融霜过程比电热融霜过程的库温升高约少10℃,在库房无负荷的条件下,液体冷媒融霜过程各工况库温平均升高几乎为零;液体冷媒融霜比电热融霜时间约长25min,能耗降低9%。

不同库温下液体冷媒除霜系统的实验研究

液体冷媒除霜系统具有在除霜期间制冷过程连续、库温波动小、无需附加能耗的优势。为探究液体冷媒除霜系统在不同温度下的性能,探究系统的应用范围,在库温分别为-5、-15和-20℃三种不同工况下,对库温、冷风机进出口温度和过冷度等参数进行了测量与分析。结果表明:在不同工况下,随着库温的降低,系统的过冷度不断增大,最高可达30℃以上;在除霜过程中,虽然蒸发面积减半,但制冷系统仍能输出较大的制冷量,维持库温恒定。因此,液体冷媒除霜系统可用于空调工况下的恒温恒湿系统、小型冷库系统和要求制冷过程不能停止的速冻装置。

低温低湿空调的液体冷媒除霜性能分析

液体冷媒除霜系统具有在除霜期间制冷过程连续,库温波动小,无需附加能耗的优势,可应用在低温低湿的空调系统中。为了探究液体冷媒除霜系统的除霜性能,在热负荷为2 kW,湿负荷为116 g/h的条件下,对系统结霜时的制冷量和除霜时环境室内的温度和相对湿度进行测量。结果发现:霜的增加会使低温低湿空调系统的制冷量下降,影响控制效果。在整个除霜过程中,环境室内的温度波动值在5℃以内,相对湿度的波动值在15%以内,最大波动值持续的时间仅为100 s。

再循环重力供液蒸发器管内换热性能预测

为了找出适用于再循环重力供液蒸发器管内强制对流沸腾换热系数的关系式,通过对以R404A为制冷剂的重力供液实验台的研究,编程计算出J.Chawla关系式及Shah关联式对重力供液沸腾换热系数进行预测值。与实验结果比较可知:J.Chawla关系式在较低温度下较接近于实验值,Shah关联式在较高的温度下可以对实验值进行预测,两种关系式相结合的方法就可以较好对重力供液蒸发器管内沸腾换热进行预测。

改进型分液器对冷风机性能影响的实验研究

按照节流-再混合-流型整定-再分配的原则,对制冷系统中现有的分液器进行了分类;根据两相流的流型理论对孔板型分液器进行改进,分别在校准箱温度为0℃、-4℃、-8℃、-12℃、-16℃、-20℃六种工况下,在冷风机性能试验台同时用空气侧热平衡法和制冷剂侧焓差法测试其对冷风机性能的影响。结果表明:在安装两种分液器时,冷风机冷量都随着校准箱温度的降低而降低;在相同的校准箱温度下,冷风机在安装改进分液器时,其冷量和传热系数都大于安装旧分液器时的冷量,但前者冷量降低的速度大于后者,校准箱温度从0℃到-20℃,其冷量分别从7.17k W和6.02k W降到5.39k W和5.10k W。

双级压缩制冷系统模拟研究

温度变化对系统制冷系数和高低压级压缩机输气量都有较大影响,变频压缩机能够根据温度变化调整频率,改变压缩机输气量,达到节能目的。为验证温度变化对双级压缩制冷系统的影响,建立一次节流中间不完全冷却循环的热力学模拟。结果表明:中间温度为4℃时,高低压级输气量之比为1∶0. 55,系统制冷系数取得最大值为3. 726。在该实验工况下,平均蒸发温度每升高1℃,高低压级理论输气量之比升高0. 8%;平均冷凝温度每升高1℃,高低压级理论输气量之比降低0. 5%。蒸发温度对制冷系数的影响大于冷凝温度对制冷系数的影响。

R134a／R410A复叠式制冷系统模拟研究

复叠式制冷系统的蒸发温度、中间温度改变,会影响高低压级级间容量比和压缩机的耗功,从而影响压缩机的质量流量,改变系统制冷性能系数。变频压缩机能有效地缓解温度波动的影响,根据工况做出适当的频率调整,有利于系统的优化与节能。通过模拟不同温度工况下R134a/R410A复叠式制冷系统热力学过程,验证温度和输气量变化对系统性能的影响。结果表明:一定温度范围内,蒸发温度和冷凝温度升高,高低压级级间容量比均增大。蒸发温度对级间容量比的影响大于冷凝温度的影响,蒸发温度和冷凝温度均升高20℃,级间容量比分别增大106. 1%和24. 3%。高低压级压缩机实际输气量相等时,总耗功最少为4. 77kW,制冷系数最大为1. 678。另外,冷凝蒸发器的传热温差减小,有利于制冷系数的提高。

蒸汽喷射-压缩循环制冷系统的数值研究

将喷射器作为压缩机辅助升压装置引入单级蒸气压缩制冷系统,通过建立喷射器一维数学模型和蒸汽喷射-压缩循环制冷系统模型,研究了喷射器工作压力和引射压力、蒸发温度和冷凝温度对蒸汽喷射-压缩混合制冷循环系统性能的影响。结果表明:冷凝温度从25℃增加到43℃,蒸发温度Te=-20、-25和-30℃时,系统COP分别减小了32. 5%、42. 9%和56. 8%。当冷凝温度Tc=31、34℃时,蒸发温度从-35℃升高到-5℃,系统COP分别增加了32. 5%和28. 6%。

液体冷媒除霜系统的冷风机结霜性能研究

液体冷媒除霜具有在除霜期间制冷过程连续,库温波动小,无需附加能耗的优势。为了解决实验过程中结霜质量和结霜厚度难以测量的问题,并且为了探究系统的结霜规律,建立了在干工况、结露工况和结霜工况下从两相区到过热区的双联冷风机的热力学模型。结果表明:当环境温度为25℃,库温为-20℃时,结霜质量和结霜厚度随时间的增长逐渐变缓,管长在4.5m后的排管几乎不结霜。模拟结霜过程时,相对湿度从100%降低至40%时几乎不再结霜,结霜质量为0.11kg,与实验结果基本相同。