严寒地区CO_2热泵热水器运行性能模拟研究

为减少严寒地区生活热水制备过程中的能源消耗,以CO_2热泵热水器为研究对象,建立了采用跨临界循环方式的CO_2热泵热水器的稳态仿真模型,模拟分析了CO_2热泵热水器在严寒条件下的运行性能。分析结果表明,在室外温度高于-13.9℃的条件下,CO_2热泵热水器能够正常运行,系统运行时COP高于2.67。文章的研究结果可为CO_2热泵热水器在严寒地区的推广提供参考。     

空气源热泵热水器系统优化计算及实验研究

对现有的空气源热泵热水器系统部件提出了优化目标与方向,并进行相应计算和实验验证。通过分别对热泵工质充注量、冷凝盘管长度以及系统匹配问题的研究,结合实验结果证明了经过优化后,热泵热水器系统的性能COP显著提高,并且稳定性得到改善。     

蒸汽压缩热泵压缩机倒置性能试验

为探究压缩机的倒置性能,搭建性能实验台,研究制冷剂充注量对制冷性能的影响。结果表明:当制冷量及其他条件一定时,随着充注量的增加,压缩机排气温度和功率大于正立的值,制冷COP(coefficient of performance)小于正立的值。最佳制冷剂充注量150 g下的最大制冷COP值为3.2。压缩机倒置后系统性能良好,该系统是"重力无关"系统。压缩机倒置性能实验可为热泵空间应用提供实验参考价值。     

分液热泵空调系统的制热性能研究

随着热泵空调的普及,热泵空调的能耗占比不断增大,其节能问题成为了关注焦点。换热器对系统性能有着重要的影响,如何通过改进换热器来提升系统性能则成为了研究的热点。其中分液冷凝器作为一种新型的换热设备,能对系统制冷性能产生积极影响。但热泵空调系统在制热工况下,分液冷凝器变成气液分离式蒸发器,其系统制热性能尚未可知。通过实验研究,调整毛细管长度和制冷剂充注量,发现在国家标准工况下分液热泵空调系统的最大制热量比原系统高4.50%,C OP比原系统高7.93%,所对应的毛细管长度为700 mm,制冷剂充注量为700 g。且制冷剂过充注的情况下,分液热泵空调系统的制热性能比较稳定。     

热泵热水器中电子膨胀阀节流特性的试验研究

节流元件中电子膨胀阀控制制冷剂流量最为精准。对热泵热水器中电子膨胀阀的节流特性进行试验研究,结果表明:系统制热性能随阀开度的增大而先增大后减小,电子膨胀阀有最佳调节区间;制冷剂充注量和水流量均影响电子膨胀阀节流特性,使最佳调节区间发生偏离,充注量增大将降低电子膨胀阀调节精度,水流量增大需增大制冷剂流量与之匹配;当充注量在最佳值附近发生偏离时,可调节阀开度和水流量等条件进行修正,以使充注量返回最佳值。     

小型变负荷冷却装置对高热流芯片散热的实验研究

针对一套变容量蒸汽制冷系统,设计制作了迷宫型蒸发冷板,并分别冷却100 W和200 W的模拟芯片,通过实验研究了不同充注量与压缩机转速的变化对系统的压力、温度、能效比的影响关系。实验表明:制冷剂充注量的增加和压缩机转速的上升都会使得系统的蒸发压力与吸排气温度有所提高,而充注量的提升会使制冷量与COP呈先升高后下降的走势,压缩机转速的上升则会改变制冷量上升的速率。最终确定当充注量为75 g、转速为4200 r/min时系统的性能较好,两组模拟芯片的温度均保持在合理范围,此时系统COP为3.17。     

上海某学生公寓CO_2热泵-太阳能互补热水系统运行效果评估

我国CO_2排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和,建筑电气化和可再生能源利用是建筑碳中和的主要路径。以上海某学生公寓为案例,分析CO_2热泵-太阳能互补热水系统实际运行效果。结果显示,本热水系统与电热热水器系统相比,年节电量为75.2万kWh,节电率为90.1%,节碳量为592.6 tCO_2。与燃气热水器系统进行比较时,年节电量为56.5万kWh,节电率为87.3%,节碳量为445.2 tCO_2。CO_2热泵-太阳能互补热水系统节能效果可观,可在有热水需求的项目中推广应用,有助于碳达峰和碳中和目标实现。     

跨临界CO2循环的研究进展及应用

近年来,跨临界CO_2循环制冷系统的研究发展非常迅速,已经成为国内外学者竞相研究的热点.综述了跨临界CO_2循环的国内外研究现状以及跨临界CO_2循环的商业应用研究和发展前景.经分析发现,跨临界CO_2循环系统的研究方向主要集中在提高循环性能、充注量对系统性能的影响和跨临界CO_2毛细管节流这三个方面.总结了跨临界CO_2循环应用于热泵热水器、汽车空调和超市冷冻冷藏领域的研究状况.总之,CO_2是一种非常具有发展潜力的制冷剂,在超临界CO_2制冷方面还需要进行更多的研究,逐步解决生产技术、运行效率、安全等方面的问题.     

基于AMESim的柴油机气助式SCR计量系统的仿真研究

利用AMESim软件,建立了气助式SCR计量系统的模型,研究了喷射压力、进液管直径、进液管长度、喷射频率、占空比等参数对喷射压力波动和计量单元喷射量的影响。研究结果表明:喷射量与喷射压力、占空比成正比,与喷射频率成反比,进液管长度对其没有影响;进液管径小于4mm时喷射量迅速降低,大于4mm时喷射量变化不大;管长和占空比对喷射压力波动影响不大;喷射压力波动差值在进液管直径小于4mm时迅速减小,管径大于4mm时变化较为平缓;选择压差较小时的喷射频率作为计量单元的控制频率和采用变频控制可提高尿素喷射计量的精度。     

槽式集热系统流速及布置优化

通过对槽式太阳能集热器结构及能量转换过程特性的研究,建立了基于多热容变物性的集热器动态仿真模型,并由LS-2型槽式集热器实验数据进行了验证.在仿真平台上结合泵、阀门等模型组建起集热系统仿真模型,并根据SEGS-VI的电站实际运行数据进行了对比验证.在此基础上,分析研究了系统的集热效率和所消耗总泵功随太阳辐照量及导热油流速的变化,得到了不同工况下集热系统的最优折合效率、导热油最佳流速和单支路最优长度.结果表明:在相同的导热油进、出口温度下,太阳辐照量越大,集热系统最优折合效率越高,当太阳辐照量从500 W/m2升至1 000W/m2时,导热油最佳流速从2m/s变化到3m/s;在同一太阳辐照量下,系统最优折合效率随导热油工作温度的升高而降低.     

CO_2热泵机组在供热系统中的应用

通过采用喷射式双极性结构的CO_2热泵机组作为供热系统的制热核心设备,辅以先进的耦合和变频自动控制技术,使得CO_2热泵机组供热系统得以在高寒地区仍然具有COP最大可达4.5的极佳效果,大大拓展了CO_2热泵机组应用区域,为用户提供了更环保、更经济的供热方案。     

冷喷涂用高温高压加热器的设计研究

加热器是冷喷涂技术中的关键设备之一,要求在短时间内将高压低温工艺气体加热到预定温度的高压高温气体.针对客户特定要求:空气流量为1.5 m3/min(常温、常压),加热器内压力为5 MPa,出口温度1 100℃,加热器长度小于1m,通过理论计算设计了一种高温加热器,其中加热器支管数量为40根,管径为6 mm;并通过局部模...     

基于TRNSYS对太阳能-空气源热泵系统性能研究

通过试验研究蓄热水箱,分别测量0.75 m和1.5 m螺旋盘管一天中进出水温度和流量等参数,对比分析二者制热量、耗功量、COP.结果表明,蓄热水箱采用0.75 m螺旋盘管系统COP低于采用1.5 m螺旋盘管系统COP.基于TRNSYS模拟软件,对太阳能集热器与空气源热泵采用串联和并联两种连接方式下的太阳能-空气源热泵系...     

太阳能辅助地源热泵系统运行模式研究

利用Trnsys软件建立了太阳能辅助地源热泵系统仿真模型,通过试验验证了模型的准确性。试验结果显示,地源侧循环水先流经地埋管后经过集热器的串联模式是复合系统的最佳连接方案,COP值可达到4.56,比单一热泵系统提高了8.83%。基于最优模式,进一步研究太阳能集热器面积和地埋管换热器长度对复合系统的影响表明,在联合供暖工况下太阳能集热器面积每增加1 m2,可以减少换热器地埋管长度4.09 m。     

1000MW核电站双壳体离心式上充泵抗震计算

采用有限元Ansys软件建立离心式上充泵三维模型和划分有限元网格,对其结构进行固有模态分析,并采用静力法按SSE地震载荷计算上充泵的抗震性能,并将自重、温度、工作压力等载荷的作用结果与地震载荷的作用结果按SRSS组合．结果表明：离心式上充泵结构的基频为655．13Hz,远大于33Hz,为刚性结构;上充泵最大VonMises等效应力发生在外壳体中部,为103．40MPa,小于ASMEⅡ所确定的该材料许用应力140．23MPa;位移最大响应发生在外壳体中部,为0．143mm,远小于各部件最小1mm间隙,满足抗震规范要求．     

地源热泵系统制冷剂充注的实验研究

地源热泵机组制冷剂充注量的多少对机组的能效比影响较大.在建立的地源热泵系统实验台上,对制冷剂R22不同充注量的热泵机组的运行情况进行了测试.从外部水循环侧和内部制冷剂侧对热泵机组运行性能进行测量计算;同时进行了地源热泵系统运行的热力学分析;指出了制冷剂充注量对地源热泵系统运行性能的影响;最终得出了地源热泵机组制冷剂最佳充注量.研究结果为地源热泵系统的高效运行及能源的充分利用提供了理论和应用依据.     

冷藏柜制冷系统优化设计及试验研究

冷却肉冷藏陈列柜越来越得到人们的广泛认同和欢迎。对冷却肉冷藏柜进行了系统分析，特别是USH67MR-050S型冷藏陈列柜，对其制冷系统从压缩冷凝机组、蒸发器换热面积、制冷系统工质充注量、毛细管长度的确定等几方面进行优化设计及试验研究，从而得到USH67MR-050S冷却肉冷藏柜的最佳配置。     

太阳能热水器传热传质和强化传热研究

在低温太阳能光热光伏联合应用试验台的基础上,结合GB/T 17049—2005,利用Gambit、Ansys Fluent和Tecplot软件,对全玻璃真空管太阳能热水器进行传热传质和强化传热分析。结果表明:所建立的二维数值计算模型,能准确反映同一条件下,全玻璃真空管太阳能热水器的变化趋势;在数值模拟基础上,确定了单面受热时的最佳安装角度为51°,加装反光板类似双面受热的最佳安装角度为38°;在粗略估算和细化分析的基础上,确定了不同真空管结构的最佳导流板长度及安装位置;通过实验和数值模拟,确定了58mm×1 800mm为优化的全玻璃真空管结构。     

CO_2跨临界双级压缩带高压膨胀机制冷循环性能研究

通过建立模型,分析比较了CO_2跨临界双级压缩带节流阀与带高压膨胀机制冷循环的性能。结果表明:双级压缩CO_2跨临界带节流阀与带高压膨胀机制冷循环的最佳中间压力并不是高低压的几何平均值;在一定的气体冷却器出口温度下,双级压缩CO_2跨临界带高压膨胀机制冷循环有一个最佳高压侧排气压力,与带节流阀循环相比,其最大COP可提高10%,但高压侧压力超过最佳值后,高压膨胀机对系统COP的影响逐渐变得不明显;在双级压缩CO_2跨临界带高压膨胀机制冷系统优化设计过程中,中间冷却应采用完全冷却型式。     

R290直膨式太阳能热泵系统工质分布和迁移特性模拟

为了研究工质R290(丙烷)在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性,建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集中参数模型、以及系统工质充注量模型,编制以R290为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序。模拟分析环境参数和运行参数的变化对系统内部R290分布和迁移特性的影响。模拟结果表明:R290主要存在于冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部,占系统工质充注量的80%~90%;随着太阳辐射强度和环境温度的升高,工质R290由冷凝器逐渐向太阳能集热/蒸发器迁移,系统性能系数明显增加;随着压缩机转速增快和水箱水温的增高,工质R290由太阳能集热/蒸发器逐渐向冷凝器迁移,系统性能系数明显降低;随着系统工质充注量的增加,冷凝器内工质R290质量明显增加,集热器内工质R290质量略有增加,系统性能系数先增后减,存在一个最大值;太阳能集热/蒸发器出口过热度由3℃升至8℃时,其变化对工质R290的分布和迁移特性影响很小,且对系统性能系数的影响也很小;随着环境温度、压缩机转速和工质充注量的增加,集热器集热效率不断增加;而随着太阳辐射强度、水箱水温和太阳能集热/蒸发器出口过热度的增高,集热器集热效率不断降低。