自复叠制冷系统压力和组分调节

热气旁通调节可有效排除高压对自复叠制冷系统的危害，但对混合工质的组分没有调节作用。针对三级自复叠制冷系统冷凝压力和排气温度较高的特点，提出了带两路旁通的4种压力和组分调控方式。热气旁通调节时冷凝压力周期性波动变化较大，电磁阀开启较频繁，系统开机70 min后才能达到稳定状态。二级相分离器气相出口旁通调节时冷量损失较严重，低温工质的冷量通过旁通管路排放到膨胀容器。一级相分离器气相出口调节和两个相分离器气相出口同时调节时制冷系统的性能很接近，系统开机30 min后即可达到稳定运行状态。通过对压缩机和蒸发器运行工况检测，一级相分离器气相出口调节和两个相分离器气相出口同时调节为较好的自动复叠制冷系统压力和组分调控方式。     

两级分凝自复叠制冷系统特性

以两级分凝自复叠制冷系统为研究对象,分析了三元混合工质空间和平面汽液平衡特性,对三元混合工质的组分变化规律及运行特性进行了理论研究。应用混合工质物性分析软件Refprop 8.0根据冷凝蒸发器冷量平衡特性讨论了混合工质组分比例,得到比较合理的配比组成65/20/15。通过5个平面压焓图的空间变化关系分析了自复叠制冷系统工质分离、混合和运行特性。根据实验研究,循环系统高低压旁通和相分离器出口气体旁通可有效改善压缩机启动初期系统压力和温度过高的问题。对系统各级节流降温过程进行了分析,并对压缩机的吸排气温度和蒸发温度进行了研究。     

自动复叠制冷系统压力特性

针对自复叠制冷系统开机初期排气压力和排气温度过高的问题,以三级自动复叠制冷装置为研究对象,设计了一种压力调节和控制系统,主要包括缓冲器、膨胀容器、压力控制阀和管路等。缓冲器具有缓和高压气体对设备的冲击和降压稳压作用;膨胀容器具有收纳和贮存制冷工质的作用。缓冲器中引出一个旁通支路,通过电磁阀和膨胀容器后实现高低压旁通;两个相分离器上部各引出一个气体支路,通过手动球阀和流量计并联旁通到膨胀容器,对压缩机的排气压力和排气温度进行有效控制和调节。通过实验研究,具有旁通的冷柜系统启动初期降温速度加快,能够快速冷却制冷工质。通过压力控制阀对系统的旁通量进行调节,从而控制系统的压力和温度在合理的范围内,避免压力控制装置强制停机。     

混合工质配比对自复叠制冷循环影响的理论模拟和实验研究

随着制冷行业的快速发展,结构简单、运行可靠、系统效率较高的自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。由于自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题不利于其在大中型系统中的应用,在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比间关系的基础上,对传统的单级自复叠系统进行改造,分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐、精馏器等部件以更好地调节混合工质的质量流量。采用Matlab软件编程,调用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 9.0进行模拟计算,并把三种压比下的模拟计算与实验结果相对照。结果表明:在R23浓度(质量分数)为0.32~0.40时,改进的自复叠系统具有较高的COP,且实验与模拟结果相吻合。实验结果表明系统?效率几乎不受R23浓度变化的影响。进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响,具有可行性,为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广提供了依据。     

自复叠制冷系统降温过程组分浓度优化及控制策略

混合工质低温制冷系统存在能效比较低、降温速度慢的问题。为提高混合工质自复叠制冷系统的降温性能,减小系统工作能耗,采用遗传算法集成Aspen Plus进行混合工质组分浓度优化,给出了不同工况下最优循环组分的需求规律。模拟结果表明,随着温度的降低,高沸点组分的需求逐渐降低,低沸点组分的需求逐渐增加。据此提出了一种有效的组分浓度控制策略并进行实验验证,实验结果表明,以膨胀储气罐和控制阀联合作用的方法可以增加系统降温速度,减小压缩机总功耗,控制系统的开机压力。     

混合工质配比对自复叠制冷循环影响的理论模拟和实验研究

随着制冷行业的快速发展,结构简单、运行可靠、系统效率较高的自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。由于自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题不利于其在大中型系统中的应用,在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比间关系的基础上,对传统的单级自复叠系统进行改造,分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐、精馏器等部件以更好地调节混合工质的质量流量。采用Matlab软件编程,调用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 9.0进行模拟计算,并把三种压比下的模拟计算与实验结果相对照。结果表明：在R23浓度（质量分数）为0.32~0.40时,改进的自复叠系统具有较高的COP,且实验与模拟结果相吻合。实验结果表明系统（火用）效率几乎不受R23浓度变化的影响。进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响,具有可行性,为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广提供了依据。     

自复叠制冷系统降温过程组分浓度优化及控制策略

混合工质低温制冷系统存在能效比较低、降温速度慢的问题。为提高混合工质自复叠制冷系统的降温性能，减小系统工作能耗，采用遗传算法集成Aspen Plus进行混合工质组分浓度优化，给出了不同工况下最优循环组分的需求规律。模拟结果表明，随着温度的降低，高沸点组分的需求逐渐降低，低沸点组分的需求逐渐增加。据此提出了一种有效的组分浓度控制策略并进行实验验证，实验结果表明，以膨胀储气罐和控制阀联合作用的方法可以增加系统降温速度，减小压缩机总功耗，控制系统的开机压力。     

乙烯深冷分离中变温冷却过程制冷系统的设计与优化

根据乙烯装置中的用冷需求,将乙烯装置的深冷分离过程分为变温冷却过程和定温冷凝过程,变温冷却过程指的是裂解气的预冷过程,定温冷凝过程指的是乙烯装置中各塔塔顶冷凝器中的换热;分析了乙烯-丙烯复叠制冷系统的换热集成曲线,可知在裂解气的预冷阶段,冷热物流换热温差大。提出一种组合制冷系统,它集成了纯工质复叠制冷和混合冷剂制冷,其中的多元混合冷剂制冷系统为乙烯深冷分离的变温换热过程提供冷量。并用Aspen Plus软件对混合冷剂系统进行建模,使用遗传算法优化,优化结果表明在替代原制冷系统6895.5 kW冷量负荷的情况下,功耗降低521.6 kW,节能14.7%。     

强非共沸工质R134a/R23/R14汽液相平衡和压焓图的构建及应用

基于PR状态方程,分模块模拟计算了三级自动复叠制冷系统中R134a/R23/R14三元混合工质的热物理特性参数,得到非共沸混合工质的汽液平衡数据、两相组分,并利用干度计算焓熵值,构建了典型配比下混合工质的压焓图和汽液相平衡图。二元R134a/R23和R32/R134a混合工质的泡点压力和气相组分的计算值与实验测试值的误差分别小于1.3%、1.2%和1.0%、2.4%;三元R32/R125/R134a混合工质95%的计算值与实验值的偏差在±5%之内,表明该模型能满足工程计算需要。利用理论模型,结合实验系统,对R134a/R23/R14三级自动复叠制冷系统进行详细的组分等热物性分析,并在空间压焓图上进行了详细表述。     

非共沸混合工质组分调控ORC系统热经济性分析和优化

作为最具潜力的低品位热能发电技术之一,有机朗肯循环（ORC）近年来受到越来越多的关注。与传统的高品位能源发电技术相比,其运行性能对环境温度的变化极其敏感。提出一种新型非共沸混合工质ORC系统,利用分液冷凝器调节混合工质组分,以适应环境温度的变化,进而提高系统性能。根据环境温度的变化构建热力学优化模型获得最优组分;冷凝过程中利用分液冷凝器和组分调控系统改变混合工质组分。通过案例验证了新系统的热经济性能优势,研究结果表明：对于100℃热源,在定压运行工况下,新系统较传统系统的经济性可提高38.90%,而在滑压运行工况下,新系统较传统系统的经济性可提高15.35%,且使用不同非共沸混合工质时,系统性能有显著差异。     

双级压缩与复叠式压缩制冷系统的技术经济分析

为了探究双级压缩制冷系统与复叠式压缩制冷系统哪种更适合超低温制冷装置,通过对双级压缩系统和复叠式压缩制冷系统采用循环热力计算的方法,比较分析了双级压缩与复叠式压缩制冷系统的技术特性。同时从经济性的角度,对两种制冷方案的理论输气量、制冷系数、初投资、实际运行费用进行了对比分析。结果表明:在相同的工况下,复叠式系统的压缩比、排气温度和理论输气量均低于双级压缩系统,而复叠式系统的吸气压力和制冷系数高于双级压缩系统。在冷凝温度为40℃、蒸发温度为-65℃时,采用复叠压缩实际节能可达15.13%,即在超低温工况下复叠式系统更有前景。     

电子膨胀阀壅塞特性与冷凝压力的关系

以新型环保制冷剂R410A为工质,实验研究了电子膨胀阀的流量随冷凝压力的变化规律。在不同的给定工况下,包括不同入口温度、过冷度和蒸发压力,分别进行一系列变冷凝压力的流量特性实验,对不同实验的结果中表现出的流量特性进行了综合对比分析,发现了电子膨胀阀内制冷剂壅塞时表现出的新特征,即增大阀前的冷凝压力与降低阀后的出口背压一样都能促发壅塞,并且两种不同壅塞促发条件造成的壅塞流量特性是一致的。在实验研究的基础上,对变冷凝压力流量特性进行了分析和总结,为制冷系统的匹配设计和运行特性的研究提供了膨胀阀相关的流量特性依据。     

以降压为目的的CO_2混合工质制冷系统研究进展

自然工质CO_2因其具有良好的环境友好特性(ODP=0,GWP=1)、单位容积制冷量高、良好的传热性能等优点而得到制冷行业的再次关注。然而,由于其自身物性及工况条件的限制,在实际应用中CO_2制冷系统大多采用跨临界循环,高压侧压力高达12MPa左右,这对系统各部件的安全性和制造成本提出非常高的要求。本文总结了目前采用CO_2混合工质来有效改善纯CO_2制冷系统运行压力较高问题的制冷循环系统,综述了国内外以降压为目的的CO_2混合工质制冷系统研究进展,分析了CO_2混合工质的跨临界制冷循环系统、自复叠式制冷系统以及压缩-吸收耦合循环系统各自的特点,指出了以降压为目的的CO_2混合工质制冷系统的发展前景,并对今后的CO_2混合工质制冷系统的主要研究方向进行了讨论。     

乙烯制冷压缩机机体漏油的分析与处理

本厂乙烯制冷压缩机(位号 GB-601)是裂解装置的心脏设备之一,它与丙烯制冷压缩机形成复叠制冷系统,提供-50℃,-75℃,-101℃温度级的冷量,以满足深冷分离的需要。GB-601运行的好坏,会直接影响     

自复叠制冷系统4种组分配比性能

自动复叠制冷在小型制冷低温装置中有较强的应用优势,它能制取氮气液化温度77 K到常规单机压缩制冷温度230 K温区。针对三级自动复叠制冷系统非共沸混合制冷工质不同组分配比进行实验研究,对比分析了R600a、R23和R14混合制冷剂4种组分配比35/35/30、35/30/35、30/35/35和35/25/40,根据压缩机的运行工况和蒸发器的降温特性可以得到4种配比的各项运行性能参数比较接近,组分配比35/30/35的蒸发温度较低。蒸发器设计冷负荷为60 W,设计蒸发温度为180 K,低温冷柜内的蒸发温度最低可以达到并稳定在175 K。根据两种组分配比35/35/30和35/30/35在不同冷负荷时的蒸发器制冷特性实验研究,组分配比35/30/35的最高COP为8.47%;组分配比35/35/30的最高COP为14.4%。     

普里森系统的低负荷投用

该厂自1988年投用普里森回收氢系统以来,节能基本上达到设计要求。但由于生产负荷低于85%时,该系统无法投用。为解决这一问题,该厂采取了如下措施:①分离器入口弛放气温度高,采用脱盐水代替冷凝液作洗涤液,使各项指标达到气体进入分离器的要求。②弛放气压力流量低于联锁值。③215预热器出口冷凝液结冰。由于采用低温脱盐水作洗涤液,使215预热器出口弛放气温度达到3～5℃。通过以上改进,在生产负荷大于52%的低负荷情况下,投用普里森系统节能效果超过设计值。而且,随着生     

热泵干燥系统E_R及COP的实验研究

以三氟二氯乙烷(R123)为热泵工质,空气为换热介质,通过调节循环风速、辅助电加热和节流阀的开度,测定不同条件下的蒸发温度、冷凝温度和压缩机功率的冷量的有效利用率ER及COP。结果表明:在蒸发温度45℃、冷凝温度85℃、风速6 m/s条件下,COP达到最大值3.3。在蒸发温度30~45℃、冷凝温度70~80℃,COP维持在2以上;在实验温度范围内,ER最小为18.2%,蒸发温度23℃、冷凝温度80℃、风速2 m/s时ER达到最大值71.5%。     

三级复叠制冷系统自然工质组的性能对比

为研究不同自然工质在三级复叠式制冷系统中的热力性能,采用R717/R1150/R50,R290/R1150/R50,R1270/R1150/R50 3种自然工质组合,对三级复叠式制冷系统的COP、压缩机的功率、排气温度、冷凝器热负荷和制冷剂质量流量随蒸发温度的变化进行了热力学对比分析。研究结果表明:不同蒸发温度下均存在一组最佳中间循环冷凝温度,使得COP值最大。蒸发温度从-120.0℃升高到-100.0℃时,R717/R1150/R50的COP最大,由0.38增大到0.52,总压缩机功率、冷凝器热负荷和制冷剂总质量流量最小。R717/R1150/R50的制冷剂总质量流量分别比R290/R1150/R50和R1270/R1150/R50小40.6%—38.2%和38.4%—36.3%。推荐在三级复叠式制冷系统中采用自然工质组合R717/R1150/R50的方案,研究结果为三级复叠式制冷系统自然工质组的选择提供理论依据。     

自复叠制冷系统4种组分配比性能

自动复叠制冷在小型制冷低温装置中有较强的应用优势,它能制取氮气液化温度77 K到常规单机压缩制冷温度230 K温区。针对三级自动复叠制冷系统非共沸混合制冷工质不同组分配比进行实验研究,对比分析了R600a、R23和R14混合制冷剂4种组分配比35/35/30、35/30/35、30/35/35和35/25/40,根据压缩机的运行工况和蒸发器的降温特性可以得到4种配比的各项运行性能参数比较接近,组分配比35/30/35的蒸发温度较低。蒸发器设计冷负荷为60 W,设计蒸发温度为180 K,低温冷柜内的蒸发温度最低可以达到并稳定在175 K。根据两种组分配比35/35/30和35/30/35在不同冷负荷时的蒸发器制冷特性实验研究,组分配比35/30/35的最高COP为8.47%;组分配比35/35/30的最高COP为14.4%。     

R23/R134a一级分凝和二级分凝自复叠喷射制冷循环性能理论分析

基于非共沸混合工质自复叠原理应用于喷射制冷循环的研究,对一级分凝和二级分凝自复叠喷射循环进行了理论分析,研究了使用R134a/R23非共沸混合工质时制冷剂的配比、冷凝温度和蒸发温度对两种循环性能的影响,结果表明:随着低沸点组分R23质量分数由0.10增至0.20,一级分凝循环喷射器压比在3.4附近变化,而二级分凝循环喷射器压比在1.8附近变化,两种循环COP均增大;随着冷凝温度由18℃升至23℃,一级分凝循环喷射器压比由3.242增至3.792,而二级分凝循环喷射器压比由1.860升至1.867,两种循环COP均降低;随着蒸发温度由-10℃降至-15℃,一级分凝循环喷射器压比由3.454降至2.832,而二级分凝循环喷射器压比由1.870降至1.840,两种循环COP均升高,并且在相同工况下,二级分凝循环COP远高于一级分凝循环;二级分凝循环在喷射器压比为1.8时,可获得-15℃温区的制冷温度。