不同工质有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的能效特性比较

对有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的循环原理进行了描述,建立了系统性能的计算模型.其系统优势在于结构紧凑,能小型化,这使得采用太阳能驱动的家用小型空调成为可能;且性能系数相对较高,吸收式的制冷系数(coefficient of performance,COP)小于0.7,而有机朗肯-蒸汽压缩复合式热泵系统的制冷COP理论上高于1.4,且在室外温度越高时系数越高;能实现机械能、冷量的切换输出.在制冷工况和制热工况下,对有机朗肯循环和热泵循环采用相同工质和不同工质的循环性能进行了比较计算,筛选出了复合系统最适宜的工质,为进一步设计有机朗肯-蒸汽压缩式热泵系统提供理论指导,使此复合式热泵系统的应用成为可能.     

不可逆卡诺热机的性能界限

用有限时间热力学方法分析不可逆卡诺热机循环性能,考虑工质与高、低温热源间换热器的热阻损失和循环工质内部的不可逆损失,以循环周期为优化函数,导出不可逆卡诺热机最短循环周期与冷热源熵变化量的关系并得到了热力学第二定律的类比表达武,获得了最佳效率,热源熵变化量和循环周期的优化关系,由此对不可逆卡诺热机的效率、输出功率、冷热源熵变化率和工质在两个等温过程中的温度等参数作了较详细的讨论,所得结论可为不可逆卡诺热机的优化设计和最佳工况选择提供新的理论途径.     

不可逆量子气体奥托热机循环性能分析

建立了一个一般的不可逆量子奥托热机循环模型,基于量子气体的状态方程,导出以量子气体为工质的奥托热机的效率、输出功等重要性能参数的表达式,以此讨论理想量子气体的量子简并性及内不可逆性对该热机性能的影响,分析了不可逆奥托热机的性能特征.所得结果有助于进一步了解以经典气体为工质的奥托热机和以量子气体为工质的奥托热机的区别和联系.     

带经济器补气的单螺杆压缩机空气源热泵系统模拟分析

为了深入研究带补气过程的单螺杆压缩机内部的工作过程,介绍了带经济器的单螺杆压缩机空气源热泵系统循环原理,并以R22为工质,建立了描述经济器补气压缩过程的热力学模型.以非稳定流动开口系能量方程、质量守恒方程以及实际气体状态方程等建立以螺杆转角为自变量,以工作腔内压力、温度和质量等为应变量的多元一阶线性微分方程组.利用四阶龙格-库塔法进行分析求解,得到相应螺槽内工质相关物性参数随螺槽容积的变化规律.结合单螺杆压缩机的结构型线,建立了描述单螺杆压缩机经济器补气过程更为全面的计算模型,以及单螺杆压缩机补气过程中循环耗功的计算方法,利用该模型计算分析了经济器补气过程中,不同蒸发温度下单螺杆压缩机的制热量、耗功率以及能效比等相关参数.通过与常规无经济器补气过程的空气源热泵系统对比分析得出,经济器补气过程对压缩腔内工质的工作过程影响较大,具有经济器补气结构的空气源热泵系统的制热性能和能效比均可以得到有效的提高.     

不可逆卡诺热机的性能界限

用有限时间热力学方法分析不可逆卡诺热机循环性能，考虑工质与高、低温热源问换热器的热阻损失和循环工质内部的不可逆损失，以循环周期为优化函数，导出不可逆卡诺热机最短循环周期与冷热源熵变化量的关系并得到了热力学第二定律的类比表达式，获得了最佳效率，热源熵变化量和循环周期的优化关系，由此对不可逆卡诺热机的效率、输出功率、冷热源熵变化率和工质在两个等温过程中的温度等参数作了较详细的讨论，所得结论可为不可逆卡诺热机的优化设计和最佳工况选择提供新的理论途径。     

含离子液体工质对的吸收式制冷循环特性分析

选择两种强亲水性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐[Emim]DEP和1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐[Mmim]DMP为吸收剂.对于H_2O-[Emim]DEP体系和H_2O-[Mmim]DMP体系作为新型工质对应用到吸收式制冷循环中的性能系数和循环倍率进行了计算,同传统吸收式循环工质对H_2O-LiBr体系进行比较,两个体系均具有较高的性能系数,H_2O-[Mmin]DMP体系更加具有成为高效吸收式工质对的潜力.最后分析了发生温度、蒸发温度和吸收温度等因素对循环性能的影响.     

复叠热泵冷冻干燥系统制冷剂的选择

提出一种新型的复叠式热泵冷冻干燥系统。针对新型复叠式热泵干燥系统,以常规热泵工质计算了复叠式热泵的循环性能,对各种工质匹配和组合特性进行了计算和分析,结果表明:对于高温级循环,可选择R142b,R600a和R600作为工质;对于低温级循环,可选择R290,R134a和R152a作为工质。复叠式热泵的整体性能系数主要取决于高温级工质的循环性能,高温级工质的循环性能高,则复叠式热泵的整体性能好。     

三热源吸收式制冷机的传热面积优化

建立了一种可以充分利用低温热源驱动而获得制冷量的三热源制冷机模型,考虑传热及工质内部的摩擦、涡流和其它不可逆性对三热源制冷机循环性能的影响,以总传热面积为优化函数,导出其最小传热面积与三热源熵变化率的关系并得到了热力学第二定律的类比表达式,获得了最佳制冷率与性能系数和传热面的优化关系.分析了工质内部不可逆性对制冷机性能的影响,所得结论可以描述同时受内外不可逆性影响的三热源吸收式制冷机的优化特性,可为吸收式制冷机的优化设计和性能改进提供新的理论途径.     

一种新型机械过冷喷射制冷系统的理论研究

提出了一种新型机械过冷喷射制冷系统(NERS).该循环系统引入了一个辅助的液体-气体射流泵,通过消耗少量泵功,对冷凝器出来的液体进行过冷.与常规喷射制冷系统(CERS)相比,该系统可以有较大的过冷度.建立了新系统的数学模型,并针对环保制冷剂R600a和R152a两种工质进行了模拟计算.重点分析了发生器温度和机械过冷度对新循环性能的影响,并与常规喷射制冷循环进行了性能比较.计算结果表明,新循环能有效提高系统的性能系数(COP).对于制冷剂R600a和R152a,新循环COP比常规循环可分别提高约12%和11%.尽管新循环消耗的泵功稍有增加,但从火用的角度分析,新循环可以节约7%~8%的输入火用.对一定的制冷剂和工况,有相应的最佳机械过冷度存在.     

中间冷却温差对两级压缩二氧化碳热泵循环性能的影响

对两级压缩中间冷却过程对二氧化碳热泵性能的影响进行了热力学分析,讨论了冷却温差对系统制热性能系数和排气温度的影响.在计算参数范围内,随着冷却温差的增加,相比单级压缩循环,两级压缩中间冷却循环制热性能系数的改善小于7.39%,排气温度降低幅度在7~17℃.     

Development and experimental study of a miniature vapor compression refrigeration equipment

A miniature vapor compression refrigeration equipment prototype was developed for a range of microclimate control applications, including man portable cooling and distributed space conditioning. The miniature refrigeration equipment has dimensions of 260 mm × 250 mm × 120 mm, and weighs approximately 2.85 kg. The optimal motor and its transmission ratio, the optimal dimension of capillary tube and the optimal quantity of refrigerant charge were obtained by matching and operating performance experimental study. Experimental results show that the miniature refrigeration equipment can provide 300 W cooling, and its COPc is above 2.0. Supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. G2000026304)     

车速变化对吸收/压缩混合制冷循环的影响

通过对不同车速下客车发动机排气参数的定量分析和吸收/压缩混合制冷循环计算,确定了发生器的结构形式和换热面积,建立了发动机排气参数和发生器内工作流体的传热分布参数模型。进而分析了在不同车速下发生器负荷特性对混合制冷循环的影响。结果表明,制冷负荷为30kW的条件下,车速大于100km/h时,废热制冷就能满足客车冷负荷需求;车速在35～100km/h时,废热制冷和压缩制冷联合运行才能满足客车冷负荷需求;车速低于35km/h时,客车冷负荷完全由压缩制冷提供。     

同时供冷供热的CO2双级压缩热泵循环性能研究

提出了一种同时供冷、供热的CO2双级压缩热泵循环,它能够实现冷热量的同时独立调节;并通过实际案例,理论分析了不同中间温度、热水加热器入口水温、回热器出口过热度以及制冷剂质量流量系数下新循环的性能,考察了高压压缩机最佳排气压力的影响因素.     

含有冷冻机油制冷剂的饱和蒸气压实验研究

采用稳态法测量了含油制冷剂的饱和蒸气压．基于Youbi方程,对分别含有矿物基冷冻机油SUNISO3GS和POE冷冻机油160SZPOE的R22和R134a制冷剂饱和蒸气压的实验结果进行了拟合．为了了解影响含油制冷剂饱和蒸气压的主要因素,比较了两种冷冻机油及其不同质量分数对制冷剂饱和蒸气压的影响．结果表明,冷冻机油的质量分数和温度是影响冷冻机油对制冷剂饱和蒸气压作用的重要因素．     

吸附式制冷空调体系的选择

实验测定了由水和固体吸附剂:硅胶、沸石分子筛——5A,13x,Nay等组成的多种吸附体系的循环制冷能力.着重考察了沸石分子筛——水体系的循环制冷效果的影响因素.结果表明,13x——H_2O吸附体系比较适用于制冷空调系统.     

分散剂对Nano-TiO2矿物基冷冻机油分散稳定性的影响

在制冷工质替代工程中，研究纳米粒子在矿物基冷冻机油中的分散稳定性对于解决氢氟烃（HFC）类工质与矿物基冷冻机油之间的相溶性问题有非常重要的意义．通过3组实验，分析了分散剂对纳米TiO2矿物基冷冻机油分散稳定性的重要作用，并比较了不同种类、不同质量百分含量的分散剂对纳米TiO2矿物基冷冻机油分散稳定性的影响．实验结果表明：当纳米TiO2的质量百分含量为0．1％、选择0．5％～0．7％的Span-80作为分散剂时，制备出的纳米TiO2矿物基冷冻机油的分散稳定性较为理想．     

冷剂自然循环系统的分相模拟研究

为分析冷剂自然循环系统的运行特性,采用分相模拟方法建立了系统的稳态仿真模型,该模型由蒸发器、冷凝器及管路系统模型组成.在质量守恒、动量守恒、能量守恒方程的基础上,进行数值求解,得出了自然循环的制冷量随室外温度与机组冷剂充灌量的变化曲线.计算结果表明,自然循环的制冷量随室外气温的降低而增加.当蒸发器的出口处制冷剂恰好变为饱和蒸汽时,此时的冷剂充灌量可使系统制冷量达到最大值.将理论计算结果与实验数据进行对比,证实了仿真数学模型的可靠性,为冷剂自然循环系统进一步的性能评价和优化设计提供了可靠依据.     

工况对R22及替代工质有效过热循环性能的影响

为解决R22替代过程中制冷系统回热器的再设计问题,以热力学计算分析的方法对运行工况参数对R22及其7种替代制冷剂的有效过热循环性能的影响进行了研究.结果表明,决定有效过热对制冷循环的性能是否有利的因素除了工质种类外。还有运行工况参数;有效过热对R22、R152a和R410A的制冷循环性能的影响是否有利取决于具体工况;有效过热对R407C、R134a、R290和R507的制冷循环性能的影响总是有利的,而对R717的制冷循环的性能总有负面影响.     

滚动活塞压缩机双级压缩中间补气制冷/热泵系统的实验研究

通过对带补气的双级压缩制冷/热泵系统性能的分析计算,确定出制冷与制热工况下最佳高低压腔容积比的范围.依据计算结果设计出样机进行实验研究.结果表明:与单级压缩的系统比,带补气的双级压缩系统的制冷量提高5%~15%,制冷能效比(energy efficiency ratio,EER)提高10%~12%;0.5~3℃蒸发温度下制热量能达到额定工况制热量的92%~95%;双级压缩中间补气的系统能有效遏制超低温下制热量的衰减,-27.6~-26.1℃下的制热量为额定工况的58%.     

一种新型的电站间接空气冷却系统

在蒸汽动力循环耦合正、逆制冷循环的电站空冷系统(简称原系统)的基础上,首次将氨吸收制冷工艺应用到汽轮机排汽冷却,提出了一种基于氨吸收式制冷复合循环的间接空冷系统(简称新型系统)。通过改进,新型系统在环境高温时段,利用氨吸收制冷循环的设备代替了复合空冷系统的压缩机,降低了能耗;在环境低温时段,增设了氨气过热器及氨气轮机产能发电,充分利用了环境低温资源。介绍了新型系统的组成和工作原理,并与原系统进行了对比分析,指出了有待进一步深入研究的问题。