跨临界CO_2双级压缩制冷循环的热力学分析与比较

对带中间冷却器的双级压缩制冷(TCEI)循环和带闪发器的双级压缩制冷(TCFI)循环进行了热力学分析与比较。结果表明:TCFI循环的最佳中间压力和最佳排气压力低于TCEI循环。在常规空调工况下,TCFI循环的COP高于TCEI循环。在蒸发温度从-10℃变化到10℃时,TCFI循环和TCEI循环的COP相对基本循环平均提高幅度分别为32.3%和18.7%。     

CO2跨临界循环与传统制冷循环的性能比较

为了对比CO_2与常规工质在单级压缩制冷循环中的性能,运用当量温度法理论对两者进行了分析。分别比较了当量蒸发温度为0℃或当量冷凝温度为40℃时,CO_2与常规工质在单级压缩制冷循环中的COP和制冷量、制热量随当量冷凝温度和当量蒸发温度的变化情况;计算了不同吸气过热度下回热循环与基本循环的制冷系数的比值。结果显示,基本的单级CO_2跨临界循环的性能和制冷量、制热量低于常规制冷循环;在添加回热器后,CO_2跨临界循环系统的性能得到了很大的提高。     

带膨胀机的二氧化碳跨临界循环变工况特性

分析了带膨胀机的二氧化碳跨临界循环变工况特性,发现它与传统的蒸汽压缩式制冷循环不同的特点:循环存在一个最佳排气压力使COP最大,且最佳排气压力对冷却器出口温度的变化比较敏感;随蒸发温度的下降,单位质量制冷量先增大后减小;COP随着吸气温度的增加呈现振荡变化,且振荡变化的总体趋势是降低,带膨胀机吸气过热为无效过热的系统安装回热器有助于COP的提高.然而带膨胀机的二氧化碳跨临界循环与传统的蒸汽压缩式制冷循环也有类似之处,它也存在一个最大功率工况.     

两级自动复叠低温冰箱的理论及试验研究

两级自动复叠低温冰箱在科研和日常生活中逐渐增多,研究并提高其制冷系统性能具有重要作用,节能环保特性的研究也具有重要意义。单级压缩两级自动复叠制冷循环采用非共沸混合制冷工质,根据工质在低温冰箱内的压力温度变化和气液平衡关系实现低温环境。利用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 8.0,对两级自动复叠循环的空间压焓图和焓-浓度图进行分析。讨论并选取适合于–60℃低温冰箱的混合制冷工质R600a和R23,并对其系统运行过程中温度和压力变化趋势进行分析。通过试验研究两级自动复叠低温冰箱降温过程中温度和压力随时间的变化规律,以及汇合点处工质物性的变化特性。对两级自动复叠低温冰箱制冷系统建立比较完整的概念,对温度压力变化和气液平衡有了理性的认识,对提高此类冰箱性能和产品推广应用具有重要价值。     

CO_2双级压缩制冷热泵循环性能研究

提出了一种CO2双级压缩制冷热泵循环,它能够实现冷热量的同时独立调节;并通过实际案例,理论分析了不同制冷剂质量流量系数、不同环境温度、热水温度以及高压压缩机排气压力下,新循环的性能,考察了特征温度和最佳排气压力的影响因素。     

液体冷媒除霜系统的性能分析与优化

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。为了探究冷媒除霜系统除霜时各试验设备的运行性能,分别对压缩机的功率、储液器供液和回气的温度和压力、双联冷风机的供液和回气的温度和压力以及库温进行了测试。试验结果发现:在除霜时,压缩机的功率从1772 W下降到691 W,下降了61%,功率变化大;除霜冷风机供液与回气温差从7.0℃上升至17.9℃,制冷冷风机供液与回气温差从10.8℃上升至12.7℃,过冷度增大,回气过热度也在增大,流量在不断减小;冷风机不延时开启时,库温的最大波动值为9.3℃。为此提出了一系列改进意见,为系统的进一步优化研究提供了重要依据。     

热源与热汇对跨临界CO_2系统性能的影响

跨临界CO2系统性能不仅受到排气压力的影响,而且对热源热汇温度的变化也十分敏感。介绍了具有双节流阀装置且带有平衡储液器的跨临界CO2制冷热泵试验台,并改变热源和热汇温度条件对系统进行了多工况对比性试验研究。结果表明:当热汇温度15℃一定,热源从15℃上升到25℃时系统制热COPH平均每5℃上升4.4%左右,反之热源温度25℃一定,热汇从15℃上升到25℃,系统制冷COP平均每5℃下降6.8%左右。且热源温度对冷冻水出水温度影响较大,而热汇温度对其影响较小,无论是热源或热汇温度平均每改变5℃对冷却水出口温度的影响范围在0.7℃到1.9℃左右。     

CO2跨临界膨胀机循环最佳高压压力计算

CO2跨临界制冷循环存在最佳高压压力，对应着最大COP。但是，膨胀机循环的最佳高压压力与节流阀循环的最佳高压压力不同。CO2膨胀机循环的最佳高压压力主要受压缩机效率、膨胀机效率、气体冷却器出口温度以及蒸发温度等参数的影响。当压缩机和膨胀机的效率一定时，CO2节流阀循环的最佳高压压力比膨胀机循环的高。为了计算方便，对膨胀机循环的最佳高压压力进行了计算和数据回归，并给出了计算关联式。     

低温热源驱动的单效/三段(SE/TS)吸收式制冷循环

提出了一种新型吸收式制冷循环——单效三段(SE/TS)吸收式循环,详细阐述了该循环制冷机组的结构原理、热力循环,并根据热平衡推导出各设备热负荷计算式。通过计算机程序模拟计算,与单效循环机组进行了制冷性能的对比分析。结果表明,在热源温度相同时(80℃以下),采用单效三段式制冷循环时,相比单效循环,其制冷量、热力系数均有所提高,冷却水消耗量下降。     

功能验证型尾气驱动金属氢化物车用制冷/空调系统的设计和性能

研究工作温度为150℃／20—50℃／0℃的LaNi4．61Mn0．26Al0．13／La0．6Y0.4Ni4．8Mn0．2合金工质对,作出Van’t-Hoff图,并推导了合金反应焓、反应熵、理论循环性能系数(ε0)和最低制冷温度。在此基础上设计反应床,搭建了高温导热油驱动的功能验证型金属氢化物间歇循环冷水系统;通过改变高温床平均温度,测定了循环性能和最低制冷温度的变化规律。试验结果表明合金对具有较好的吸氢动力性能和滞后小,低温合金吸氢反应焓达-27．1 kJ／mol H2。反应床传质性能良好,但热导率仅为1．5W／(m·K),导致循环时间过长且单位合金制冷量偏低。系统实现了间歇制冷循环,在150℃／30℃／0℃工况下获得了238 W的制冷功率,ε0达0．26。在试验温度范围内,随着高温床平均温度的升高,循环制冷量和ε0升高、最低制冷温度降低,这与金属氢化物制冷系统的理论相符。     

CO2两级压缩制冷系统在冷藏柜中的应用

将两级压缩与CO_2跨临界循环技术相结合,设计了一套以小型CO_2两级压缩制冷循环为制冷系统的冷藏柜。研究该CO_2系统及冷藏柜在C,D 2种测试工况下的性能,并与在相同条件下的CO_2单级压缩试验进行比较。结果表明:对于两级压缩制冷循环,C工况下的COP高于D工况,蒸发温度则低于D工况;C、D工况下,CO_2两级压缩制冷循环的COP分别比单级压缩制冷循环高11%～15%、15%～17%,排气温度分别低26～30℃、29～32℃;机组在2种工况下分别运行12 h、17.5 h后,负载温度降至7.2℃,运行时间分别小于标准要求的19 h和24 h;证明了将CO_2两级压缩制冷循环系统运用于冷藏柜中可提高系统性能,为今后CO_2冷藏柜的设计提供依据。     

气水比对蒸发冷却高温冷水机组出水温度的影响

介绍了蒸发冷却高温冷水机组原理,分析了气水比对其出水温度的影响;得出气水比的过大或者过小对该高温冷水机组出水温度的影响;结合某办公楼应用该机组的数据,得出该蒸发冷却高温冷水机组最佳气水比为1.4,当气水比从1.0增加到1.4时冷却效率从55%增加到87%,冷却效率增加了32%;出水温度从18.5℃降低到15.8℃,出水温度降低2.7℃。在干燥以及中等湿度地区该高温冷水机组值得进一步推广应用以取代部分机械制冷,达到节能减排的全球目标。     

串联式三效溴化锂吸收式制冷循环热力计算分析

根据本文作者完成的溴化锂溶液热力性能计算机计算模块（应用范围0～220℃）,对一种串联式三效溴化锂吸收式制冷循环进行了热力计算分析,指出其热力性能系数（COP）比双效溴化锂吸收式制冷循环高（30～40）％,其最高溶液温度高于200～220℃。     

氨水吸收压缩制冷系统的研究

本文通过对低压部分为吸收式、高压部分为压缩式的氨水吸收压缩式制冷系统的试验研究和理论分析,证明了该系统实际运行的可行性,建立了系统的数学模型,并分析了制冷温度、冷却水温、热源温度和中间压力对系统性能的影响,可以看出中间压力是其中较重要的因素。本文给出了最佳中间压力分别与冷却水温、制冷温度和热源温度的关系,并将该系统的主要指标与吸收式系统和压缩式系统作了比较。     

两种CO_2复叠式制冷系统的性能分析

为了提高复叠式制冷系统的性能,有必要对不同的复叠式制冷循环进行对比分析。本文建立了2种分别采用R290/CO_2与R404A/CO_2工质的复叠式制冷循环的计算模型,并进行理论模拟计算与对比分析。结果表明,R290/CO_2复叠式制冷循环的COP比R404A/CO_2循环高;而且2种制冷循环中,都存在最佳低温循环冷凝温度,使得系统COP取得最大值。应尽量增大蒸发温度、减小冷凝温度以及降低冷凝蒸发器传热温差,这也有利于循环的安全运行。总之,R290/CO_2复叠式制冷循环的综合性能更优,在环境保护、节约能源方面具有较好的发展前景。     

太阳能水蒸气引射冷却的CO2低温制冷循环

为需要较低温度的用冷空间提供冷源,设计由太阳能集热循环,水蒸气喷射制冷循环,CO2低温制冷循环组成的太阳能辅助热源水蒸气喷射引射冷却的CO2低温制冷的组合循环,通过热力计算得出随着蒸发温度的升高,太阳能辐射强度的增大,集热器面积的增大,组合循环的性能提高。蒸发温度每升高1℃,组合循环的性能系数增大4.3%,太阳能辐射强度每增加1W/m2,组合循环的性能系数增大2.8%,太阳能集热器面积每增加1m2,组合循环的性能系数增大约6%。发生器内水蒸气温度对组合循环的性能影响不大,太阳能辐射强度、集热器面积以及喷射器引射率对组合循环的影响较大。组合循环节省运行费用,节约能源,有很好的发展前景。     

基于爱因斯坦制冷循环的单压系统改进的研究

综述了爱因斯坦单压吸收式制冷循环装置的发展历程和研究现状,针对其中的不足提出一种改进型单压吸收式制冷装置,通过对该系统建立热力学模型,应用P-T方程和P-R混合规则模拟出系统中正丁烷-氨、氨-水工质组的相平衡参数曲线,和各状态点的状态点的初始参数,探究了蒸发温度、冷凝温度、发生温度等因素对系统性能的影响。模拟结果表明:系统COP及制冷量随蒸发温度的升高而增加,随着冷凝温度升高而降低,系统COP呈下降趋势,冷凝温度上限为48℃;当发生温度在100~120℃范围变化时,系统COP随发生温度升高而增加。相对而言,系统COP对发生温度的变化最敏感,发生温度次之,再次是冷凝温度。模拟结果为后续试验台搭建提供了理论参考。     

两种吸收-喷射复合制冷循环的对比研究

比较了两种可利用低品位热能的吸收-喷射复合制冷循环的性能。在循环1中,冷凝器出口的部分饱和液态制冷剂被冷剂泵加压到与发生温度对应的饱和压力,继而在一个沸腾器里面被加热成饱和高压蒸气,这股高压制冷剂蒸气将预器出口的过热蒸汽引射到冷凝压力;在循环2中,发生器出口的部分高压制冷剂蒸气,将蒸发器出口的蒸气引射到吸收压力。对于采用氨-硫氰酸钠工质对的两种循环,模拟研究表明前者的性能系数比后者高15%以上,且增幅随着蒸发温度以及发生温度的降低愈显著。     

复合热源热泵型空调的理论研究

提出了一种空气/水复合热源热泵型空调器,冬夏使用中在采用空气作为热源同时可以回收利用家庭废水的低品位热能。运用热力学原理研究了夏季在不同新风比、不同室内温度时机组制冷系数随冷凝水回收后温度变化而变化情况;分析了机组冬季制热回收废水缓解室外换热器结霜的机理,研究了采用R22和R407C工质时回气温度和蒸发压力随回收废水量和出水温度的变化。结果表明,采用空气/水作为热泵型空调器的复合热源,能够提高机组夏季制冷循环的制冷系数,冬季制热时有利于延缓室外换热器结霜、改善冬季制热性能。     

带蒸汽压缩的并联型三效溴化锂吸收式制冷循环的分析

为缓解基本的并联三效溴化锂吸收式制冷循环中的高温溶液腐蚀问题，提出了一种新型的并联型三效溴化锂吸收式制冷循环, 即在基本的并联三效循环的中压和低压发生器之间加一个压缩装置，对该循环进行优化计算，并和基本的三效并联循环进行了对比分析。计算结果表明，这种新型的循环可以将循环的最高溶液温度由222℃降至184℃，循环的COP随着高发出口溶液温度的增加而增加，随着压缩比的增加而减少。