跨临界CO_2热泵系统性能的试验性研究

为提高跨临界CO2热泵热水机的效率,通过搭建跨临界CO2热泵系统试验台,研究其性能,并找出其运行规律。试验结果表明:当终止水温度恒定,在某一蒸发温度下,热泵系统的制热量随着高压侧压力的升高先升高后降低,系统的COP存在一个最大值,即存在一个最优高压侧压力Popt;蒸发温度越高,系统的COP越高;同轴套管式换热器的内管用螺旋管代替圆管后,系统运行更加稳定,COP也有提高。     

CO_2气体冷却器的性能模拟与优化计算

CO2气体冷却器的结构和换热效果对CO2跨临界制冷循环的性能影响较大,为了能设计出高效的气体冷却器,有必要对CO2气体冷却器进行性能模拟和优化研究。本文首先建立了CO2气体冷却器分布参数计算模型,对CO2制冷剂的出口温度、冷却水出口温度和换热量进行了模拟计算,并与试验测试结果进行了比较,验证了模型的可靠性。然后利用该模型对CO2气体冷却器进行了优化计算,主要分析了换热管径和管长对热重比及压降的影响。结果表明,热重比随管径的增大而下降,随管长的增加而增大。综合考虑热重比和压降两方面因素,CO2气体冷却器适合选择小管径和长管长。     

CO2汽车空调系统匹配分析与试验研究

建立了二氧化碳汽车空调系统模型,重点分析了中间换热器长度和节流机构流通面积对系统制冷量和COP的影响.从部件与系统匹配的角度,得到了系统匹配最佳时最优中间换热器长度和最优节流面积.分析结果表明,中间换热器长度为1000 mm,节流面积为0.7 mm2时,本系统性能最优.最后对最优匹配系统进行了台架试验,验证了系统运行的稳定性,并进行了性能测试,制冷量和COP分别比仿真结果小18.2%和13.6%.     

一种新型商用CO_2跨临界循环压缩机开发与研究

介绍了一种新型商用跨临界CO2循环压缩机,并对此压缩机的关键部件,如壳体和连杆的设计及其应力分布进行分析,同时对压缩机内的油路进行设计,保证压缩机内油压平衡.在自行设计的跨临界CO2压缩机性能测试试验台对跨临界CO2压缩机及其热泵系统进行了系列实验研究,根据实验数据拟合出压缩机的等熵效率和容积效率公式.研究结果表明,在吸气压力为4.0 MPa,气冷器排气温度为25℃工况时,压缩机制热量在58～65 kW之间,制冷量在49～52 kW之间.跨临界CO2热泵系统在按照"一次加热"方式进行实验时,名义工况下出水温度分别为55℃和85℃时,热泵系统制热系数COPh分别为3.46和2.82.系统性能系数随着气体冷却器出水温度的升高而降低,但却随着蒸发器进水温度的升高而升高.冷却水进水温度越高,热泵系统效率越低,因此热泵热水器系统更适于"一次加热"供水系统.     

集成管箱型管壳式换热器的设计分析

空调热泵系统中所用的CO2跨临界循环管壳式换热器，管侧流动的是CO2工质，换热管的内侧压力相对较高，高压大约为10MPa；壳侧流动的是水，基本是常压。采用高温高压换热器需要按照压力容器设计标准，会使整个换热器设备较为笨重，并会造成系统设备成本提高。针对CO2跨临界循环的特定要求，设计出了耐高压防泄漏的集成管箱型换热器，在确保安全性的同时，使系统结构紧凑，技术难度降低，从而使成本得到有效控制，可以促使CO2跨临界循环更快的走向实际应用。文中还对换热器管路的安全性进行了分析，并给出了准确度较高的可用关联式来计算CO2流体在气体冷却器和蒸发器管内的换热系数。     

跨临界CO_2热泵中间换热器对系统性能的影响研究

为了研究跨临界CO_2热泵系统中间换热器对系统的影响,采用基于Modelica语言的仿真平台Dymola,建立了跨临界CO_2热泵的系统模型。从系统COP、制热量、蒸发压力和温度、气体冷却器CO_2出口温度以及过热度等方面,着重分析了中间换热器的有/无对系统性能的影响。结果表明:有中间换热器的系统运行性能更好,运行也更加稳定。在规定工况下,有中间换热器比无中间换热器的系统最优COP要高1.6%,且最优排气压力降低5%;中间换热器有效地降低了蒸发压力,由于系统质量流量较小,系统换热更加充分,从而减小了气体冷却器出口CO_2与水的换热温差;同时,有中间换热器的系统,存在过热度,过热度对热泵性能有直接影响,可以使排气温度升高,压缩机出口焓值增大,制热量增大。对中间换热器的分析研究,可以更加系统地了解CO_2热泵运行节点参数,为系统以及各元件设计提供参考。     

二氧化碳热泵干燥系统的研究

从CO2跨临界循环的热力学特性分析入手,给出CO2热泵干燥系统的两种形式,并对系统进行评价和分析。结果表明,CO2跨临界循环能够实现与干燥介质(空气)良好的温度匹配,热泵循环的COP达5.1~5.7,系统的单位除湿率SMER达2.86~3.20kg/(kW.h)。CO2热泵干燥系统的火用损失主要发生在压缩、除湿、空气加热和节流的过程中,减少干燥过程中的火用损失,应主要从这几方面进行优化。     

CO2空调热泵机组管路的安全性分析

CO2是制冷空调业中最有潜力的自然工质之一.从内压变化、管路壁厚和管径之间的关系出发,通过分析不同种类材料性能对CO2跨临界热泵系统管路系统可靠性的影响,发现管路系统的可靠性与管径的大小成反比,与管壁厚度和材料的许用应力成正比,找出了高压下系统运行可靠度的变化规律及提高可靠度的措施.     

跨临界CO2热泵空气加热系统试验研究

介绍了一种新型商用跨临界CO2热泵空气干燥系统.首先建立了热泵干燥系统所需的翅片式气冷器的物理和数学模型,对气冷器的换热面积进行了计算,同时根据超临界状态下CO2放热特性对气冷器的结构进行设计.在此基础上,建立了跨临界CO2热泵空气干燥系统,并对该系统进行了性能试验研究.试验结果表明,该系统可将常温空气“一次性”加热到100℃,此种工况下空气流量为2.26 m3/h,系统性能系数COP为3.80.     

CO_2热泵热水器的系统设计及试验研究

设计搭建了蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试试验台,在制冷剂充注量1.23kg时,通过调节膨胀阀的开度和控制气冷器的水流量来研究系统性能。结果表明:该机组能在较高COP(3.2)下制得65℃的热水,并可以在COP不低于2.0情况下制取80℃的热水;气冷器水流量对系统的COP、出水温度以及系统的排气压力影响最大;高效的换热器可以在压缩机排气温度一样的情况下提高出水温度,使系统在制取高温水时有更高的COP。     

CO_2跨临界循环中绝热毛细管性能试验研究

搭建了CO2跨临界循环毛细管性能试验台,通过控制变量法,分析了毛细管尺寸(管径、长度)和系统运行工况(入口压力、入口温度)等参数对毛细管质量流量的影响趋势和程度,而且发现:即使在非临界流的情况下,蒸发压力对质量流量的影响也很小。运用量纲分析法计算出了毛细管质量流量无量纲试验关联式:根据毛细管出口压力、入口温度、管径和长度可计算出毛细管CO2质量流量,并对该方程的可靠性进行了分析。结果表明:95%的预测值和试验值偏差维持在了±10%以内。     

CO_2跨临界循环中非绝热毛细管传热性能的试验研究

为了测试在相同工况下,CO2跨临界循环非绝热毛细管各区段的换热能力;并测试毛细管进口压力10MPa,进口温度39℃,蒸发温度7℃,制冷量1k W时,5种内径毛细管所需的长度,以及毛细管换热量随毛细管管径的变化情况,搭建了CO2跨临界循环试验台,进行了相关试验,试验结果表明:非绝热毛细管在超临界区域换热能力最强,亚临界两相区换热能力最弱,毛细管换热量随毛细管内径增大而增加。     

An experimental study on dryout pattern of two-phase flow in helically coiled tubes

Experimental results are presented for the effects of coil diameter, system pressure and mass flux on dryout pattern of two-phase flow in helically coiled tubes. Two tubes with coil diameters of 215 and 485 mm are used in the present study. Inlet system pressures range from 0.3 to 0.7 MPa, mass flux from 300 to 500 kg/m2s, and heat flux from 36 to 80 kW/m2. A partial dryout region exists because of the geometrical characteristics of the helically coiled tube. The length of the partial dryout region increases with coil diameter and system pressure. On the other hand, it decreases with increasing mass flux. The critical quality at the tube top side increases with mass flux, but decreases with increasing system pressure. This tendency is more notable when the coil diameter is larger. When the centrifugal force effect becomes stronger, dryout starts at the top and bottom sides of the tube. However, when the gravity effect becomes stronger, dryout is delayed at the tube bottom side. In some cases when the mass flux is low, dryout occurs earlier at the outer side than at the inner side of the tube because of film inversion.     

A study on the concentration of CO by the length and the variation of the bent tube of the exhaust pipe for a household gas boiler

From time immemorial, there have been 3E problems of energy, economy and environment. In particular, problems of energy and environment become increasingly serious after the industrial revolution. The demand for gas as an ecofriendly energy source is also increasing. With the demand, the installation and the use of gas boilers have also increased, so the damage to human life by the waste gas (CO and CO₂) continues increasing every year. Hence, the aim of this study was to investigate the concentration of CO (Carbon Monoxide) by the length and the variation of the bent tube of the exhaust pipe by installing a boiler with the same method as a household boiler and to discover the harm to humans. For the effect of the length, the allowable concentration of CO is 50ppm, and the 3m of the once bent tube starts exceeding the allowable concentration of CO after 5 minutes, and the 4m and 5m starts exceeding after 3 minutes. In addition, the 1m of three times bent tube starts exceeding the allowable concentration of CO after 3 minutes.     

长焦距大视场光学系统光机结构优化设计

针对长焦距大视场轻型离轴三反空间相机,详细讨论了光机结构的优化设计问题。设计完成了适合于轻型高分辨空间相机的桁架结构,具有固有频率高、重量轻等优点。针对支撑结构的设计方案,采用有限元法结合光学设计分析软件进行了分析和计算。结果表明重力变形、谐振频率、热变形等方面均能满足使用要求。     

跨临界二氧化碳制冷系统节流降压形式研究

对膨胀机、涡流管、膨胀阀3种节流形式的制冷系统进行了热力学分析，结果表明，膨胀机或者涡流管的膨胀形式可提高系统的COP，降低系统不可逆损失，是以后提高跨临界二氧化碳系统COP的重要研究方向。     

组合薄壁直梁的耐撞性研究

针对汽车前部纵梁结构的耐撞性要求,设计了在矩形空心管内部填充成组圆管的组合梁结构,研究了组合直梁在轴向冲击载荷下的能量吸收与变形特性,并进一步研究了填充圆管直径和长度等参数变化对组合梁的性能影响。结果发现,矩形薄壁梁内部填充圆管以后,结构的碰撞吸能特性得到较大程度的提高;通过合理的改变填充圆管的数量和长度,可以较好地调整结构压溃过程中的碰撞力峰值载荷和均值载荷。     

基于AMESim的飞机液压能源系统优先阀动态特性分析

针对飞机液压系统的液压冲击问题,在分析液压冲击产生机理的基础上,运用AMESim仿真软件建立民用飞机液压系统动态特性仿真模型,并分析优先阀开启时间、管路长度、管径和壁厚对液压冲击的影响规律。仿真结果表明,通过增大优先阀开启时间,适当缩短管路长度和增大管径能够有效降低液压系统的液压冲击现象。所采用的研究方法和仿真模型能够为民用飞机元件和管路的参数匹配和布置安装提供理论依据。     

自然工质冷凝蒸发器的设计与制造

针对R290/CO2复叠式制冷循环系统中R290与CO2的冷凝蒸发换热特点,设计了R290/CO2冷凝蒸发器,对R290/CO2冷凝蒸发器进行了安全性分析,制造出的U型换热管式R290/CO2冷凝蒸发器,为自然工质R290/CO2复叠式制冷循环系统走向实际应用打下了基础.     

基于CAN总线的分布式温室控制系统

传统的温室控制柜通常集温度、湿度、光照、CO2浓度等参数采集,各种开关器件的控制于一体,这样对于温室这样的体积大,面积大的控制对象来说,传统控制会造成线路复杂,走线过长,可扩展性差等缺点。对于这样的控制对象本文采用CAN总线将各个独立的单元有机的结合起来,充分利用CAN总线的实时、可靠、传输距离远的特点构成分布式控制系统,克服传统控制器的上述缺点。