基于室外机流路设计的R32制冷剂空调性能提升研究

相比传统家用空调使用的R22制冷剂以及R410A制冷剂,R32制冷剂环境友好,并且R32制冷剂比R410A的制冷性能更具优势,有助于实现系统设计小型化。由于R32制冷剂的单位容积制冷量比较大,R32系统对于冷凝器的流路设计具有更高要求。文章采用系统仿真与试验测试相结合的办法,对R32制冷剂空调冷凝器的流路进行设计优化,并且采用可变分流设计兼顾制冷和制热性能最优。

水蒸气压缩循环制冷研究现状与展望

在双碳战略背景下,国际、国内环保政策法规要求逐步削减含氟制冷剂配额,针对环保制冷剂替代的研究迫在眉睫。水作为纯天然工质(R718),可以做到制冷剂全生命周期近零碳排放,就环保性和安全性角度而言是一种理想的制冷剂,而且具有良好的制冷能效表现。相关报道显示,R718压缩循环制冷系统能效水平与R134a、R290等制冷剂相当。在水蒸气压缩循环制冷技术研究和推广应用上,丹麦、德国、日本、美国等发达国家走在世界前列,而我国目前还在理论研究阶段,水蒸气压缩循环制冷装置还未在中国有实际应用报道。随着我国暖通空调行业的蓬勃发展以及HFC制冷剂的不断受限,环保性、安全性及性能表现良好的R718制冷剂将具有广阔的发展前景。

空调送风系统与室内空间美学的融合设计

文章探讨了空调送风系统与室内空间美学的融合设计。在现代室内设计中,空调送风系统不仅关乎室内环境的舒适性和功能性,也成为了塑造室内空间美学的重要影响因素。文章深入分析了送风系统的布局、风格以及其如何与室内设计的其他方面相结合,以期找到一种既能满足温控需求又能提升室内空间美学感受的解决方案。此外,文章还讨论了不同送风系统的设计策略,如隐藏式风口、艺术化出风口等以及如何使其与室内装饰、照明和家具设计协同工作,从而创造一个既实用又美观的室内环境。

蒸气压缩制冷/热泵系统中的气液分离技术

蒸气压缩制冷/热泵系统利用气液相变实现热量转移,如何应用气液分离技术对两相工质进行干度调控与流量分配,保证系统运行稳定性并提高系统性能一直是研究的热点。本文综述了蒸气压缩制冷/热泵系统中气液分离技术的研究进展,总结了系统中气液分离技术的应用方式,讨论了不同应用方式中该项技术的主要功能与工作机制,并对重点研究方向进行展望。研究发现气液分离技术的主要功能有保障系统运行可靠性、提高换热器性能、对非共沸混合工质进行组分分离以及改进循环流程等,对气液分离器性能提升方面现有的研究尚有不足,计算流体动力学(CFD)仿真模拟是研究其内部分离机理和对气液分离器进行结构优化的有效方法。气液分离技术应用方式的开发、相分离换热器优化研究与气液分离器的设计优化将会成为今后研究的重点方向。

R32制冷剂在小管径水平管内的沸腾换热与阻力特性实验研究

针对污染小、能效高、可燃性差、低毒性的新型R32可替代制冷剂在水平管内低温工况下的沸腾换热特性开展研究,设计并自主搭建了管内对流沸腾相变换热实验系统,分别开展了3 mm、4 mm小管径水平管内低温R32沸腾换热的实验研究,探究了质量流速、热流密度、饱和温度等参数对R32对流沸腾换热特性的影响,分析了蒸干对沸腾换热系数恶化的影响机制。结果表明:3 mm内径管的沸腾换热相比4 mm通道平均提升约8%~12%,且高质量流速下的临界干度几乎与管径无关;相较传热特性,R32饱和温度对两相流动阻力更为敏感,饱和温度自13℃降低至11℃时阻力损失提高约23%;利用改进的Fang关联式,可实现小管径水平管内R32对流沸腾换热系数预测,88.56%的实验数据误差可控制在±10%范围内。

北美地区-30℃超低温空调器电控HALT试验研究与分析

北美地区冬季的温度可低至-30℃,空调控制器这种极寒的温度下容易出现器件失效、应力损坏、低温保护等不确定问题,导致主控板无法正常驱动。本文通过实例研究与分析,介绍了某一A/D采样校准电路在低温情况下的现象,同时通过优化MOS管的栅极电压来解决饱和导通问题,使其能正常启动使用。

空调制冷压缩机技术发展的研究及其展望

空调制冷系统作为现代生活中不可或缺的设备,为人们提供了舒适的室内环境和精确的温度控制。在空调系统中,制冷压缩机扮演着核心角色,负责将制冷剂压缩并推动其流动,实现制冷循环的关键步骤。因此,制冷压缩机技术的发展对于空调系统的性能具有重要影响。本文通过分析空调制冷压缩机技术发展及其展望,以期为空调制冷压缩机技术未来的创新发展提供有益的参考。

机电系统关键零部件识别的Z-ELECTRE-AISM方法

关键零部件的识别是复杂机电系统设计、制造和运维的基础。为客观准确地辨识关键零部件,提出将Z-选择与消去转换法(ELECTRE)与对抗解释结构模型法(AISM)相结合的多属性决策算法。首先,基于风险管理理论和感知风险理论,从零部件功能、结构、安全和经济属性4个维度,构建关键零部件的评价指标体系;其次,将属性值为语言型Z-数的信息应用于专家权重与各指标权重的计算;最后,融合Z-ELECTRE过程与AISM形成Z-ELECTRE-AISM方法,通过比较两个相互对抗的解释结构模型得到零部件重要程度排序,根据敏感性分析结果确定系统的关键零部件。空调系统关键零部件辨识的应用研究结果表明,Z-ELECTRE-AISM方法较现有方法更具区分度,能够得到更为合理、精确的结论。

室外换热器可变流路设计及试验分析

为了确定制冷与制热模式下换热器的最优流路,建立了空调室外机的蒸发器/冷凝器仿真模型,并将换热器仿真模型耦合入系统仿真中,分析了不同流路对系统换热量及系统性能的影响,以确定换热器在制冷与制热模式下所对应的最优流路。结果表明,当分路数在5~20范围内变化时,在制冷模式下整机能力及性能随着分路数增大而减小,在制热模式下整机能力及性能随着分路数增大呈现先增加后减小的趋势;制冷模式下的优选分路数为5~7路,制热模式下的优选分路数为14~16路。在此基础上,通过单向阀与电磁阀设计了制冷/制热模式下室外机运行分路数为7路/14路的可变流路方案,试验测试结果表明,各测试工况下能效均有提升且全年能源消耗能效(APF)提高5.4%,超低温为-15℃时制热量提升6.0%,性能提升2.8%。本文研究结果可为换热器设计优化领域的研究人员提供参考。

动态流变行为在三元乙丙橡胶/硅橡胶共混物形态结构研究中的应用

利用开放式炼胶机制备了三元乙丙橡胶(EPDM)与硅橡胶(SR)混炼胶和单相硫化硅橡胶(v-SR)的共混胶,通过流变行为研究了组成比例、界面交联作用等对共混体系形态结构的影响,并采用扫描电子显微镜和两相剥离强度对形态结构的研究结果进行了验证。结果表明,动态流变行为成功预测了高黏度聚合物复合体系的形态结构。共混物中EPDM的用量在30~70份(质量,下同)时,EPDM/SR混炼胶的形态呈双相连续结构。用超过1份的过氧化物交联剂对EPDM用量为70份的EPDM/SR混炼胶中的SR进行单相交联,v-SR的连续结构发生了融合,转变成颗粒状结构,且颗粒结构的相畴随着交联剂用量的增加而增大,而高剂量的交联剂可以使两相形成共交联。

用于极寒地区的空气透平循环热泵可行性分析

南极的气候极端,最低温度可达-80℃,平均低温约为-40℃,为科考人员提供适宜生活环境成为挑战。传统的取暖方式在这种极端环境下存在问题,尤其是蒸气压缩式热泵在-40℃极寒温区下蒸发压力过低,无法正常运行。提出了空气透平循环热泵作为解决方案。该热泵以空气为工质,通过气体压缩和膨胀转移热量,没有相变,不存在蒸发压力低无法运行的情况。并且开式空气循环可以方便的切换为新风模式。研究结果显示,空气透平循环热泵新风系统在-40℃极寒温区制热时,仍然能正常运行并保持1.5以上的COP。空气透平循环热泵的优势包括适应极端低温、可提供新风、采用自然工质不存在环境污染和泄漏问题、系统简单可靠、低维护成本等。

气液两相流分配器参数敏感性分析与优化

针对制冷系统气液两相流分配不均引起的多流路蒸发器能效低下,以及分配器结构设计不合理问题,基于六面体网格和Euler-Euler模型,构建了分配器中制冷剂气液两相流动模型,详细分析了制冷剂在分配器中的流动特性,研究了不同工况下腔体高度、腔体直径以及支管插入深度等参数对分配不均匀度的影响规律,并结合田口法进行敏感性分析及参数优化,得到了各参数的影响权重及最优参数组合。数值结果表明:随着腔体高度与直径的增大,气液两相流混合效果得到改善,分配不均匀度逐渐下降;随着插入深度的增大,分配器不均匀度先降低后增大,插入深度最优值为5 mm;随着质量流量的增大,腔体高度与插入深度的贡献逐渐增大,而腔体直径的贡献逐渐减小,表明分配均匀性对腔体直径的依赖程度降低;相对于基准案例,所得最优组合的不均匀度降低了6.6%~19.3%。该研究可为抑制气液两相流相分离和分配器结构设计提供理论基础及数据支撑。

小管径空调冷凝器翅片的优化

空调小管径换热器可降低成本、减少制冷剂充注量,对实现节能减排意义重大。对5 mm单排管空调冷凝器的平直翅片进行优化,以代替一款7 mm单排管空调冷凝器。优化对象为管间距、片宽和翅片间距,优化目标为增大换热量、减小空气侧压降并降低成本。选用田口法进行实验设计和单目标优化,用灰色关联度分析和综合性能指标法进行多目标优化,最终优化结果为管间距16.0 mm,片宽16 mm,片距1.4 mm,换热量与D7管原型机持平,压降降低35%,成本降低26%,可成功代替7 mm冷凝器。

基于流型调整器结构优化的电子膨胀阀降噪设计

空调器中电子膨胀阀入口制冷剂为不稳定的气液两相流型时,容易产生严重的流动噪声。通过在流路中加流型调整器,有望稳定制冷剂流型,从而降低噪声,这需要掌握流型调整器对于噪声的影响机制,在此基础上优化其结构参数。先通过实验验证流型模拟方法的可靠性,然后通过模拟得到典型的制冷剂不稳定弹状流入口条件下,流型调整器孔间隔、厚度、孔径对制冷剂流动噪声的影响规律;并对流型调整器的结构参数进行合理组合,优选得到最有利于降噪的流型调整器结构。研究结果表明:流动噪声随着孔间隔的增大而增大,随着厚度和孔径的增大而先减小后增大。孔径是影响流型调整效果的最主要因素,通过合理设计该参数可以使流动噪声得到最大程度的降低;本文的研究条件下,可以使噪声降低6.88 dB。

家用空调现场故障率随地理区域分布规律的研究

家用空调的现场故障率有显著的地理区域差异性。为定量研究运行于中国内地的家用空调现场故障率随地理区域分布的规律,首先从售后服务信息中提取关联功能售后故障数据,得到各省级行政区划单位的多重定时截尾数据;其次利用极大似然估计方法对各省级行政区划单位的多重定时截尾数据进行计算,得到其空调现场故障率估计值;最后以某型家用空调为例,基于其售后故障率数据,得到其在中国内地31个省级行政区划单位的现场故障率以及和总体现场故障率之间的关系,并对现场故障率进行区域聚类分析,定量揭示了该型家用空调的故障类型在中国内地随地理区域分布的规律,可有效指导企业针对性地开展可靠性改进活动和制定更为精准的售后维修策略。

制冷空调换热器的研究进展（三）——换热器长效性能

空调器长期使用后,会因换热器表面积聚大量的灰尘而导致空调器的长效性能出现衰减。本文的目的是总结目前空调器及换热器的长效性能研究进展。介绍了积灰对换热器性能衰减的影响,包括干工况下积灰和析湿工况下积灰对换热器空气侧换热和压降的影响。介绍了长效节能评价标准的发展进程,以及换热器长效性能衰减测试技术的发展。介绍了换热器表面粉尘颗粒物沉积过程的预测方法,包括干工况和析湿工况下的颗粒物沉积模型。还介绍了换热器除尘技术的研究情况,以及各除尘技术的应用特点。

基于有效磁链观测器的永磁压缩机无传感器控制策略

传统永磁同步电机无传感器控制算法通常利用反电动势或磁链观测器实现转子位置观测,在运行转速较低时低信噪比导致基于反电动势的观测器性能下降;相比之下,磁链观测器在低速时的性能更好。本文研究基于有效磁链模型的永磁同步压缩机无传感器控制算法,通过对有效磁链定向可直接获取转子位置观测信息。首先针对开环磁链法容易受电机参数影响的问题,构建基于电压电流混合模型的闭环有效磁链观测器;其次对闭环磁链观测器的PI参数进行设计,并利用归一化正交锁相环实现转子位置观测。最后,在永磁同步压缩机实验平台验证所提方法的有效性。

多翼离心风机叶片参数优化设计对壁挂式空调新风部件的气动性能研究

随着城市化的发展,舒适健康以及审美需求逐年提升,新风空调的销量越来越大,新风量、新风噪声都越来越受到用户关注,新风带来的困扰越来越凸显。为改善多翼离心风机的气动性能和噪声值,基于CFD数值摸拟与实验测试相结合的方式对单圆弧叶轮进行全参数优化设计。通过响应面设计方法对叶片进口安装角βb_(1)、出口安装角βb_(2)、叶片内径D_(2)、叶片数Z几个参数进行参数化设计。经过多组方案计算,获得叶片参数与风量和功率的关系。研究发现通过调整叶轮参数,改善叶片流道内的流场分布,能够有效提高叶片的做功能力并且降低风机噪声性能。与原型相比,实测同风量噪声降低0.8dB(A),功率降低11.8%。

电子膨胀阀的开度对变频除湿机低温工况下除湿性能的影响

在低温工况下,霜层容易在冷冻除湿机的蒸发盘管表面出现,从而恶化其除湿性能。为了提升冷冻除湿机在低温工况下的除湿性能,搭建了变频除湿机性能测试系统,通过实验研究了在低温工况下,压机频率和风机转速不同组合下,电子膨胀阀的开度对除湿系统运行参数、除湿性能以及结霜现象的影响。得出以下结论:电子膨胀阀开度的增大可以提高蒸发温度,使蒸发器最低温度点推迟到流程后半段,使霜层在冷凝水分布稀疏的区域首先出现,从而缓解结霜现象,提高除湿性能。并且当蒸发温度达到-4℃附近时,结霜覆盖率接近100%,蒸发盘管表面严重结霜,此时吸气压力也异常降低,达到0.2 MPa。实验结果表明,-4℃的蒸发温度和0.2 MPa的吸气压力可以作为除霜开始的一般判据。研究成果可以为冷冻除湿机在低温工况下的除湿性能提升提供优化方向和参考依据。

售后故障数据驱动的家用空调零部件现场可靠性改进方法

基于家用空调售后服务信息中所蕴含的反映空调零部件现场可靠性的售后故障数据信息,提出了一种基于售后故障数据驱动和应用失效模式及影响分析(FMEA)改进家用空调零部件现场可靠性。首先给出了从售后服务信息中挖掘零部件售后故障数据的相关标准、流程和数据处理方法;其次,基于售后故障数据估计零部件的现场故障率,进而确定现场可靠性改进的对象;最后,以某型家用挂壁式空调为应用研究案例,基于挖掘得到的售后故障数据的零部件现场故障率估计结果,确定以室外电控主板为改进对象,给出了应用FMEA改进其现场可靠性的完整过程。文章给出的方法具有一般性,不仅可有效指导家用空调现场可靠性的改进,也对冰箱、洗衣机和热水器等家电产品现场可靠性的改进具有借鉴意义。