动力电池液冷系统设计与试验研究

动力电池热管理对电池的运行效率、寿命、可靠性至关重要。基于客户要求设计一款额定制冷量及制热量分别约为7 kW和12 kW的热管理机组,并对其性能进行试验研究。结果表明:制冷量及COP随进水温度、进水流量的增大而增大,在压缩机转速为4 000 r/min时,制冷量最高可达9. 5 kW,COP最大可达2. 5;当环境温度在30℃以下时,COP随压缩机转速的增大先增大后减小,当环境温度在30℃以上时,COP随压缩机转速的增大而减小;系统的平均降温速率约为2℃/min;当PTC的设定功率大于6 kW时,PTC的实际功率与设定功率的误差在10%以内。     

串/并联全热回收风冷式冷(热)水系统的性能分析

对串/并联全热回收风冷式冷(热)水系统的性能进行试验研究,分析制冷剂充注量、热回收侧进水温度、环境温度对两种系统性能的影响。试验结果表明:为了达到理想的运行状态,串联全热回收系统的制冷剂充注量(10 kg)比并联全热回收系统(5.6 kg)增加78%;随着热回收侧进水温度的升高,两种系统的制冷量和热回收量均降低;环境温度对并联全热回收系统制冷量和热回收量基本没有影响,环境温度由45℃降至30℃时,串联全热回收系统制冷量增加3.8%,热回收量基本不变。     

房间空调器低环境温度制冷控制策略分析及试验验证

通过对房间空调器室外机风机控制策略、蒸发器冻结保护策略、电子膨胀阀制冷剂流量调节策略、压缩机运行频率控制策略等进行优化，提升低环境温度下冷凝压力和蒸发压力，从而提升低环境温度下的制冷量。研究结果表明，通过控制策略的调整及应用，环境温度为-15℃时空调器制冷量为环境温度为35℃时制冷量的69.8%,较改进前机型提升13.2%;环境温度在-6℃以下时，室外机风机会进入启停控制，室外机风机启停最小时间间隔80 s,室外机风机停止期间系统最高压力为3.88 MPa,在安全可靠的时间与压力范围内。     

适用于疫苗低温保存冷库的空气压缩制冷系统性能研究

基于空气制冷系统制冷剂安全环保且可就地取材、蒸发器无需除霜的特点,本文研究了其应用于-70 ℃低温疫苗冷库的性能和可行性,与文献对比验证了热力学模型的准确性,并与复叠式制冷系统进行了性能对比。结果表明：在环境温度35 ℃时,采用三级压缩（总压比为8）和回热器（夹点温差为5 ℃）的空气制冷系统的COP在库温-70~10 ℃范围内为0.23~0.38,基本呈线性变化,在-70 ℃时比复叠式制冷系统COP小25.8%;在环境温度升高10 ℃时空气制冷系统COP和制冷量仅降低5%和3%,变化程度远小于复叠式制冷循环（COP降低15%,制冷量降低8%）,因此环境温度对库温造成的波动更小;空气制冷系统可以通过调节出气状态来改变送风压差,对疫苗冷库进行均匀送风。相比复叠式制冷系统减少了风机设备成本功耗,调节更加方便。因此,空气制冷系统在-70 ℃以下温区应用于疫苗低温保存具有很高的可靠性和稳定性,特别适用于疫苗低温运输设备,具有很大应用潜力。     

无油线性压缩机变容量制冷性能实验研究

无油线性压缩机具有结构简单紧凑、效率高和寿命长等优点,在航空航天热控领域具有巨大的发展潜力。针对实验室研制的无油线性压缩机进行变容量制冷性能研究,分析行程和余隙容积变化对压缩机的制冷性能受的影响。实验结果表明,在冷凝温度为48℃,蒸发温度为10℃,热沉温度维持15℃,行程从6.5 mm增加到8.9 mm时,压缩机的制冷量会随行程的增大而增大。在行程为8.9 mm时,最大制冷量为180 W;系统的COP和压缩效率会随着行程的增大先增大后减小,在行程为7.9 mm时,具有最高COP和压缩效率,分别为1.78%和30.6%。在冷凝温度为55℃,蒸发温度为10℃,热沉温度稳定在15℃,系统的余隙长度从0.1 mm增加到1.1 mm时,随着余隙长度的增加,压缩机的制冷量、COP和压缩效率会逐渐降低。电机效率会随着余隙容积的增加先升高后降低,在余隙长度为0.9 mm时,电机效率为78.4%。     

喷雾冷却技术对风冷多联式空调机组性能的影响

为改善风冷多联式空调机组室外机通风换热效果，提出采用喷雾冷却技术，并针对该技术对风冷多联式空调机组性能的影响进行试验研究。结果表明：采用喷雾冷却技术可以保证室外机侧高温度下风冷多联式空调机组的制冷量，当室外机侧环境温度达到50℃时，风冷多联式空调机组的制冷量仍可达到额定制冷量的90%;当室外机侧环境温度在39℃及以下时，采用喷雾冷却技术能够提高风冷多联式空调机组的制冷能效比EER,提升幅度在10%以上。     

风冷太阳能双级氨喷射制冷系统冷藏工况性能分析

通过建立数学模型,对额定制冷量为9.4kW的冷藏库用风冷太阳能双级氨喷射制冷系统进行了变工况性能分析.该系统的制冷量随冷藏温度升高而增大,随环境温度升高而减小,随太阳辐照度增强而增大;COP的变化规律与制冷量类似,其差别是随太阳辐照度增强先迅速增大,但当太阳辐照度增大到一定程度后,COP的变化趋于平缓.在正常使用条件下(冷藏温度不低于4℃,环境温度不高于38℃,太阳辐照度不低于500W/m2),系统的制冷量为6.3～26kW,COP为0.042～0.087.该系统能较好地与亚热带典型城市南宁的果蔬盛产季节气候条件相匹配.     

环境温度对压电纤维复合材料性能的影响

针对压电纤维复合材料在航天、航空领域的应用,研究极端环境温度对复合材料性能的影响。首先制备了基于锆钛酸铅(PZT)陶瓷的压电纤维复合材料,然后测试环境温度对压电纤维复合材料电学阻抗、自由应变、驱动性能和力学性能的影响。结果表明,环境温度对压电纤维复合材料的阻抗相位角差值有显著影响。随着环境温度的升高,压电纤维复合材料的自由应变和悬臂梁驱动性能均先增加后减小,环境温度为20℃时性能最佳,样品的最大纵向自由应变为604.0×10?6,驱动铝板悬臂梁产生的顶端位移为0.789 mm。当环境温度为?88℃和80℃时,样品最大纵向自由应变分别为20℃时的46.9%和51.3%,顶端位移分别为20℃时的79.6%和83.7%。当环境温度从?88℃升高至80℃时,压电纤维复合材料的抗拉强度逐渐提升。      

供水温度对低温空气源热泵制热性能的影响

本文通过设置环境温度分别为-12℃、-6℃,初始水温为20℃,开启热泵进行加热,研究了不同供水温度对空气源热泵的制热量、系统功耗、能效、排气温度、压缩比等的影响。结果表明:在相同初始水温下,随着加热的进行,压缩机的制热量先增加后降低,供水温度为40℃时的制热量最大;当环境温度为-12℃,供水温度从25℃增至55℃时,系统功耗从11 905 W增至24 417 W,增加了105%,系统能效从4. 03降至2. 11,下降了47. 6%。     

电动汽车热泵系统低温工况的制热性能实验研究

为研究低温时电动汽车热泵空调系统的制热性能,本文通过搭建空气源热泵空调系统实验台,实验研究了电动汽车热泵空调系统在环境温度为-10~0℃的低温工况下的制热性能,分析了压缩机转速(2000~5000 r/min)、HVAC总成进风量(300~400 m^3/h)和环境温度对该热泵系统性能的影响,最后通过推导公式,估算电动汽车在使用空调系统后的续航里程。实验结果表明:随着压缩机转速的增加,压缩机排气温度、排气压力和系统制热量均增加,而COP下降;当保持压缩机转速和环境温度不变时,HVAC总成进风量从300 m^3/h增至400 m^3/h,制热量增加约13.3%~26.0%,COP增加约0.03~0.80;在其他条件不变时,当环境温度从-10℃升至0℃,热泵空调系统的制热量增加约60.9%~71.0%,COP增加约0.51~0.63;通过公式进行计算,当环境温度为-10~0℃时,在达到相同制热量条件下,热泵空调系统可在PTC加热器的基础上使续航里程提高13.5%~20.8%。     

蒸发冷却式热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统性能实验研究

为解决传统数据中心空调系统能耗高和冷却效率低等问题,本文提出了带有蒸发式冷凝器的制冷剂泵驱动热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统,实验分析了不同室外温度与冷凝器风速下系统的运行性能.结果表明:在热管模式下,当室外温度低于0℃时,降低冷凝器风速能够提升系统COP;当室外温度高于0℃时,增大室外机风速能够提高系统节能性.降低...     

数据中心专用内循环式露点蒸发冷却空调机组的研发与应用

为了降低干燥地区数据中心的运行能耗,研发一种内循环式露点蒸发冷却空调机组。通过建立室内外双工况试验平台,对样机性能进行测试,结果表明,内循环式露点蒸发冷却空调机组主要受室外空气湿球温度的影响,湿球温度越低其制冷量越大。根据该机组在兰州地区的应用分析发现:当室外空气湿球温度低于14℃时,可以采用内循环式露点蒸发冷却空调机组代替机械压缩制冷机组满足数据中心的降温需求;当室外空气湿球温度在14~18℃时,内循环式露点蒸发冷却空调机组基本能够满足数据中心降温需求,部分时间需要传统机械压缩制冷设备辅助制冷;当室外空气湿球温度高于18℃时,内循环式露点蒸发冷却空调机组的能效偏低,此时宜停用。综合分析表明,在干燥地区引入内循环式露点蒸发冷却空调机组,年节能率可达64%。     

翅片管换热器空气侧换热模型在低气压环境下的适用性研究

本文总结了现具有较高认可度且具有相当预测精度的空气侧换热特性的理论预测模型,选用常规平直铝翅片铜管换热器在典型的空调工况(空气干球温度为27℃,湿球温度为19. 5℃,换热器迎面风速为1~4 m/s,入口水温为7~13℃,流速为1. 8 m/s)下,对现有模型在低气压环境(40~100 kPa)下的适用性进行分析研究。实验研究表明:在试验工况下,随着换热器所处环境压力的降低,常压模型预测值与实验值的偏差急剧增加至127. 4%^-36. 6%,且常压模型预测值普遍偏大。同时低气压环境下管排数的影响依然存在,且更加显著。基于本文实验数据对3个常压模型进行环境气压修正后,预测精度大幅提高:在试验工况下,最大偏差分别降至32. 63%、24. 91%和21. 74%,平均偏差为1. 79%、-2. 90%和-8. 59%,在±20%的误差带内修正模型预测精度比分别达到90. 97%、93. 75%和88. 96%。     

Performance evaluation of a CO2 heat pump system for fuel cell vehicles considering the heat exchanger arrangements

A novel CO₂ heat pump system was provided for use in fuel cell vehicles, when considering the heat exchanger arrangements. This cycle which had an inverter-controlled, electricity-driven compressor was applied to the automotive heat pump system for both cooling and heating. The cooling and heating loops consisted of a semi-hermetic compressor, supercritical pressure microchannel heat exchangers (a gas cooler and a cabin heater), a microchannel evaporator, an internal heat exchanger, an expansion valve and an accumulator. The performance characteristics of the CO₂ heat pump system for fuel cell vehicles were analyzed by experiments. Results for steady and transient state performance were provided for various operating conditions. Furthermore, experiments to examine the arrangements of a radiator and an outdoor heat exchanger were carried out by changing their positions for both cooling and heating conditions. The arrangements of the radiator and the outdoor heat exchanger were tested to quantify cooling/heating effectiveness and mutual interference. The improvement of heating capacity and coefficient of performance (COP) of the CO₂ heat pump system was up to 54% and 22%, respectively, when using preheated air through the radiator instead of cold ambient air. However, the cooling capacity quite decreased by 40–60% and the COP fairly decreased by 43–65%, for the new radiator-front arrangement.     

多联式空调换热器自动清洁功能研究

为研究空调的除尘和杀菌能力,使空调提供品质优良的空气,本文设计了基于变制冷剂流量型多联式空调系统换热器的自动清洁功能。首先通过换热器产生凝结水实现室内机除尘清洗,然后通过换热器产生高温实现室内机杀菌。通过选用空调中常见的翅片管式换热器,以室内机的凝结水量和盘管表面温度为指标,实验分析了室内风机转速、压缩机频率、室外温度、运行时长等对换热器除尘和杀菌能力的影响。结果表明:在除尘阶段,随着室内风机转速的增加,凝结水量先增加后降低,在相同的条件下运行20 min,室内风机转速为350 r/min时凝结水量达到最优值186 g,可以达到最优的清洁效果,增加运行时长、提高压缩机运行频率可提高凝结水量;在杀菌阶段,降低室内风机转速可提高换热器的盘管温度,转速为200 r/min时盘管温度达58.6℃,提高室外温度有利于提升杀菌阶段的盘管温度,但会降低除尘阶段的凝结水量。     

R32空气源热泵热水器的实验研究

为了解 R32 和 R410A 制冷剂应用于空气源热泵热水器时的性能优劣,采用同轴套管换热器与空调室外机组相匹配,使用电子膨胀阀作为节流装置,在国标GB/T 23137-2008 规定下实验测试 R32 和R410A 在同一套空气源一次加热式热泵热水器样机上的性能.实验结果表明,R32 的充注量仅为 R410A 充注量的74%左右;在各种实验条件下,R32 空气源热泵热水器的能效比不低于 R410A 系统;在3℃低温环境下,R32 样机的性能系数提高31.1%,但排气温度达到101.9℃.不利于 R32 制冷剂在低温条件下的应用;因容积制热量较大,在相同设计能力下 R32 压缩机的排气量可以比 R410A 系统降低4.5%.     

电动客车用余热回收型热泵的换热器优化及性能实验研究

本文针对热泵空调系统在冬季低温工况下制热能力衰减问题,通过换热器设计优化,研发出基于喷射补气的余热回收型热泵空调系统,并进行了性能实验研究.结果表明:研制的准二级压缩电动客车热泵空调系统在低温条件下具有较好的制热性能.在环境温度为-20℃,车内温度为20℃,余热量为1.8 kW的制热工况下,相比于无余热回收工况,系统制...     

填料-高压微雾复合式两级直接蒸发冷却空调机组的研制

介绍核电站常规岛用两级直接蒸发冷却空调机组的优点、工作原理及设计过程,并对实验样机进行测试。实验数据表明,在南通中湿度地区,当室外空气的干湿球温差为4~5℃时,该组合式空调机组对室内空气降4~5℃,使之接近室外空气的湿球温度。指出两级直接蒸发冷却空调机组在核电站常规岛中具有广泛的应用前景。     

低温空气源热泵技术的应用

介绍带经济器的低温空气源热泵技术,通过对低温空气源热泵机组与普通空气源热泵机组的制冷量、制热量和能效比等参数进行测试及对比,探讨低温空气源热泵技术的应用优势。试验结果表明:与普通机组相比,低温机组在名义制冷和名义制热工况下冷热量和能效均有所提升;在-10~-15℃的环境中,普通机组制热量严重衰减使其不适用于此温度区间,低温机组制热量虽然也在减少,但其COP仍可达2.0,且排气温度相对较低;在-15~-20℃超低温环境中,低温机组仍可稳定运行,且能效比在2.0左右。     

便携式热电制冷器制冷性能优化的试验分析

设计、组装一台便携式热电制冷器并对其性能进行试验研究,结果显示,200 mL的水在33 min内降温17.0℃,折合制冷量7.3 W,制冷器容器的高度方向上存在较大温差,且水温降低后密度增大而下沉,使水的自然对流换热过程受到抑制,这2个因素的综合作用使制冷片冷热端温差增大,制冷量减小,工况恶化。为优化该制冷器的制冷性能,在制冷片冷端增设重力式热管(充注R134a)并进行试验研究,结果表明,1 L的水在75 min内温度降低12℃,折合制冷量9.3 W,比优化前增大了27.4%。表明重力式热管的加入能够改善制冷器内水的对流换热情况,增大换热面积,减小竖直方向上的传热温差。