带膨胀机的CO2空调系统循环的研究

设计并比较了3种具有可行性的CO2跨临界循环.计算结果表明,当膨胀机效率大于19%时带膨胀机的两级压缩循环较双级节流循环的要好,膨胀机效率大于45%时,带膨胀机的单级压缩循环COP比双级节流循环要高.另外,通过引入当量温度分析法,将带膨胀的CO2跨临界循环与R134a循环进行了对比.结论是CO2双级带膨胀机循环的稳定性好,当量冷凝温度较大时单级带膨胀机循环性能高于R134a循环,当量冷凝温度较低时,R134a循环性能与双级带膨胀机循环不相上下.     

CO2跨临界双级压缩循环中膨胀机的优化配置性能分析

用热力学第一定律和第二定律，对三种双级压缩带膨胀机的CO2跨临界循环进行热力学分析，并分别从系统的性能系数、效率、中间压力以及排气温度等方面进行了比较。结果表明，DCOP循环的性能系数和效率最高；DCDL的最低；DCDH循环的性能非常接近DCOP循环，可以近似实现在最佳条件下运行。在CO2跨临界双级压缩循环中，膨胀机与系统的优化配置是提高系统效率的关键。     

CO2跨临界双级压缩循环中膨胀机的优化配置性能分析

用热力学第一定律和第二定律,对三种双级压缩带膨胀机的CO2跨临界循环进行热力学分析,并分别从系统的性能系数、效率、中间压力以及排气温度等方面进行了比较.结果表明,DCOP循环的性能系数和效率最高;DCDL循环的最低;DCDH循环的性能非常接近DCOP循环,可以近似实现在最佳条件下运行.在CO2跨临界双级压缩循环中,膨胀机与系统的优化配置是提高系统效率的关键.     

应用于跨临界CO_2压缩循环的双转子滚动活塞式膨胀机的研究

由于二氧化碳制冷系统的制冷效率与人工合成制冷剂相比处于劣势,故采用跨临界循环,并利用膨胀机回收膨胀功以减少膨胀过程的能量损失,达到提高整个循环效率的目的。针对目前膨胀机存在的诸多问题,设计应用于跨临界CO2压缩循环的新型双转子滚动活塞膨胀机。该膨胀机的一级气缸始终与进气管连通,二级气缸始终与排气管相通,随着转子的转动在两气缸之间形成膨胀空间,因此,不需要专门的进气控制装置。对膨胀机的运行过程进行理论分析和设计计算,得出主要结构参数,并进行受力和力矩计算。分析结果表明,在膨胀过程中,一级转子的总力矩始终为正值,膨胀将结束时两转子的总力矩变为负值。在角度θ2之前,二级转子的驱动力矩大于一级转子的驱动力矩,在角度θ2之后,一级转子的驱动力矩更大。     

CO_2跨临界双级压缩带低压膨胀机制冷循环性能分析

通过建立模型分析比较了CO2跨临界双级压缩带节流阀与带低压膨胀机制冷循环的性能.结果表明:双级压缩CO2跨临界带节流阀与带低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CO2跨临界带低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20%,但当高压侧压力低于最佳值时,低压膨胀机对系统COP的影响随着高压侧压力的减小而逐渐变得不明显;在双级压缩CO2跨临界带低压膨胀机制冷系统优化设计中,中间冷却应采用完全冷却型式.     

CO2跨临界制冷循环系统性能评价及Yong分析

通过用Yong分析方法对CO2跨临界制冷循环带节流阀和带膨胀机系统进行分析，发现节流阀的Yong损失较大，用膨胀机代替节流阀后，可使这部分损失降低，提高系统Yong效率。在带膨胀机的系统中，主要Yong损失发生在气体冷却器、压缩机和膨胀机，其中高压侧压力、气体冷却器出口温度以及蒸发温度对各部件的Yong损失和Yong效率都有不同程度的影响，在优化系统设计时应综合考虑这些参数。用Yong分析方法对系统性能进行评价，可为系统的改进提供理论依据。     

CO2两级压缩制冷系统在冷藏柜中的应用

将两级压缩与CO_2跨临界循环技术相结合,设计了一套以小型CO_2两级压缩制冷循环为制冷系统的冷藏柜。研究该CO_2系统及冷藏柜在C,D 2种测试工况下的性能,并与在相同条件下的CO_2单级压缩试验进行比较。结果表明:对于两级压缩制冷循环,C工况下的COP高于D工况,蒸发温度则低于D工况;C、D工况下,CO_2两级压缩制冷循环的COP分别比单级压缩制冷循环高11%～15%、15%～17%,排气温度分别低26～30℃、29～32℃;机组在2种工况下分别运行12 h、17.5 h后,负载温度降至7.2℃,运行时间分别小于标准要求的19 h和24 h;证明了将CO_2两级压缩制冷循环系统运用于冷藏柜中可提高系统性能,为今后CO_2冷藏柜的设计提供依据。     

带内部热交换器的CO2增压制冷系统热力学分析

为了研究CO2增压制冷新系统形式及能效提升,建立了常规的CO2增压制冷系统和带内部热交换器的CO2增压制冷系统模型,并对其热力学性能进行了分析和对比,通过典型城市的全年性能分析,对系统在各个气候区域的性能进行评价.结果表明,引入内部热交换器,可提高增压制冷系统在高环境温度工况下的性能,压缩机总功耗最高可降低8.73％,...     

CO2跨临界循环热力学对比分析

对带回热器和带膨胀机的CO2跨临界循环过程应用热力学进行了对比分析。结果表明，带回热器的CO2跨临界循环过程虽然也能够在一定程度上提高系统效率，但只要膨胀机的效率达到一定值，带膨胀机循环的系统性能将优于带回热器循环的系统性能。     

CO2-NH3压缩/喷射复叠循环理论研究

为利用CO2跨临界循环气体冷却器放热段较大的温度滑移,减小节流部分的膨胀功损失,提高系统性能,可在制冷系统中利用CO2跨临界循环与NH3喷射循环复合实现压缩／喷射复叠式系统。在对系统进行热力学分析的基础上,建立了相应的模型。计算结果表明：NH3循环喷射器引射流体温度和出口的冷凝温度对引射系数影响很大,在较高引射流体温度和较低冷凝温度下,CO2跨临界压缩／喷射制冷循环可以得到较高的循环性能。在较低CO2跨临界循环蒸发温度和压缩机效率时,此循环相对基本循环有明显优势。降低发生器温差也是提高循环性能的途径之一。     

闪发蒸汽冷却技术及R134a用于高温空调器的研究

建立了基于闪发蒸汽冷却技术及R134a为工质的高温空调器数学模型,分析并比较了R22单级压缩、R22闪发蒸汽冷却和R134a单级压缩制冷系统在不同室外气温度下系统冷凝压力、压缩机排气温度、制冷量、耗功和性能系数。结果表明,相同工况下R134a制冷系统的冷凝压力和排气温度最低,制冷量较小,较R22制冷系统适宜于环境温度50℃以上工况。当环境温度介于42~50℃时,闪发蒸汽冷却技术可有效降低以R22为工质的空调压缩机的排气温度,提高系统制冷量和性能系数,但冷凝压力和耗功略有升高。     

CO_2跨临界循环和氟利昂制冷剂循环性能分析

本文以R134a、R290和CO2制冷剂为研究对象,分别对三种单、双级循环的性能进行对比。结果表明,随蒸发温度增加、压缩机效率升高和冷凝器出口温度降低,所有循环性能均提高,单级CO2循环存在最优排气压力;用膨胀机代替节流阀可以显著提高CO2跨临界循环COP;低压级压缩机的效率比高压级压缩机对系统性能影响明显。双级循环中,CO2循环最优中间压力远高于其它两种循环。本研究为高效、节能的空调和热泵产品开发提供基础资料。     

CO2跨临界膨胀机循环最佳高压压力计算

CO2跨临界制冷循环存在最佳高压压力，对应着最大COP。但是，膨胀机循环的最佳高压压力与节流阀循环的最佳高压压力不同。CO2膨胀机循环的最佳高压压力主要受压缩机效率、膨胀机效率、气体冷却器出口温度以及蒸发温度等参数的影响。当压缩机和膨胀机的效率一定时，CO2节流阀循环的最佳高压压力比膨胀机循环的高。为了计算方便，对膨胀机循环的最佳高压压力进行了计算和数据回归，并给出了计算关联式。     

自然工质制冷系统性能的比较分析

从理论计算出发,对自然工质用于制冷循环系统的几种常见系统进行了模拟;在多种工况下,分别对NH3、R290和CO2的单级压缩式、双级压缩式、NH3-CO2复叠式以及R290- CO2复叠式循环系统进行了计算分析,综合考虑系统COP和压缩机进口比容两方面因素并进行比较,为自然工质用于各种制冷循环系统提供了一个参考.     

湿压缩-吸收式CO2与R134a汽车空调系统性能实验比较

在现有汽车空调系统零部件的基础上，搭建了湿压缩-吸收式二氧化碳（CO2）循环汽车空调样机；并与采用同样零部件的R134a系统进行了对比性试验：实验结果显示：在相同的工况下，湿压缩-吸收式CO2系统的压力不超过3．5MPa，制冷量达到R134a系统的80％，COP达到了60%：显示了湿压缩-吸收式CO2汽车空调系统具有的潜在竞争力，为CO2汽车空调研发提供了新的思路.     

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。     

液体旁通复叠式制冷系统性能分析

为调节应用于高低温恒温箱中的复叠式制冷系统的制冷量,提出液体旁通制冷系统。当旁通电磁阀关闭时,制冷系统处于最大负荷状态,而电磁阀开启后,通过蒸发器的制冷剂减少,制冷量减少。因此,可以根据低温下制冷量的要求,调节进入蒸发器的制冷剂流量,从而调节制冷量。根据有限时间热力学原理,对这种复叠式制冷系统建立数学模型,进行数值模拟,对数值解的分析,表明这种负荷调节方式是可行的。液体旁通复叠式制冷系统有效地降低了压缩机的排气温度,且不存在液击的危险,适合应用于高低温恒温箱中提供变负荷制冷量。对高低温恒温箱的性能测试表明,带有液体旁通的复叠式制冷系统能有效地减小系统在高温工况下的制冷量并节约能量。