风冷、水冷和蒸发式冷凝器制冷系统经济性研究

文章通过理论计算与实验研究,对采用三种不同冷凝器的制冷系统的经济性和性能进行了比较,即:风冷式、水冷式冷凝器和蒸发式冷凝器制冷系统.通过比较理论的能耗计算结果,蒸发式冷凝器总能耗为1590.64 kW,相比风冷式和水冷式冷凝器节省功耗约1/2,其循环水量2425.5 L/s,只占水冷式的1/8.以系统运行能耗低为目的,通过实验进行评价,蒸发温度为-24℃时,蒸发式冷凝器制冷系统的散热速率比风冷式冷凝器制冷系统的大23.9%;蒸发式冷凝器制冷系统的制冷系数(COP)比风冷式冷凝器制冷系统的大14.3%;蒸发式冷凝器制冷系统的制冷量比风冷式冷凝器制冷系统的大30%.     

直升机液冷/蒸发制冷联合系统关键部件试验性能

现代军用直升机经常执行特殊飞行任务，其机载电子设备具有功率大、瞬间振荡、高热通量等特点，使得环控系统的冷却需求呈指数上升趋势，进而制约着直升机的巡航功能和战斗性能的提升。针对直升机机载大功率电子设备的冷却需求，结合制冷剂、冷却液循环等子系统，搭建地面稳态试验台，针对蒸发器、冷凝器等关键部件进行了地面稳态试验。研究过程采用仿真与试验相结合的方法，开展了制冷循环中蒸发器、冷凝器等关键部件稳态仿真计算，且完成了蒸发器、冷凝器的换热性能试验研究，对所建立的仿真模型进行了有效性校核与参数修正。上述研究可为后续直升机液冷/蒸发制冷系统的关键部件设计提供一定的参考。     

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。     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数（冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度）对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数(冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度)对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

大气混合冷凝器的优化设计

大气混合冷凝器是多效蒸发系统真空获得的关键设备,它对末效二次蒸汽的冷凝效果与生产强度密切相关.基于水蒸气的完全冷凝条件、喷头的抽汽和雾化性能等理论,围绕强化汽液传热和降低流体阻力,提出了大气混合冷凝器的优化设计方案.并以该方案对真空制盐四效蒸发系统的大气混合冷凝器进行了改造.运行结果表明,冷凝器改造前后二次蒸汽管进入冷凝器的真空度由-0.086 MPa提高至-0.089 MPa,二次蒸汽管的温度下降了6℃,即系统的有效温差增加了6℃,产量提高了11.1％,节能效益显著.同时对该真空系统实际运行过程中存在的问题进行了分析,并提出了对策措施.     

多台蒸发式冷凝器管道配置解析

针对蒸发式冷凝器在装置中的重要性,结合其管道配置的特殊性,经过现场调查分析,总结实际生产过程中的经验,阐述了蒸发式冷凝器的配管特点,提出多台冷凝器的管道配置方案,热虹吸以及过冷配管系统,解决了管道配置方案制定困难,施工难度大等问题。     

蒸发式冷凝器的研究及应用进展

介绍了蒸发式冷凝器的研究背景,综述了管式蒸发式冷凝器、板式蒸发式冷凝器,及其应用于工程中的研究进展,提出了蒸发式冷凝器有待解决的问题。分析表明蒸发式冷凝器的研究应用日趋成熟,具有广阔的应用前景。     

蒸发式冷凝器的研究及应用进展

介绍了蒸发式冷凝器的研究背景,综述了管式蒸发式冷凝器、板式蒸发式冷凝器,及其应用于工程中的研究进展,提出了蒸发式冷凝器有待解决的问题。分析表明蒸发式冷凝器的研究应用日趋成熟,具有广阔的应用前景。     

国产制冷压缩机对比

压缩机主要作用是将低压气体提升为高压气体，属于一种从动的流体机械。它是制冷系统的心脏从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，并由电机运转来驱动活寒运动对其进行压缩，将高温高压的制冷剂气体通过排气管排出，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发（吸热）的制冷循环。本文主要对我因较为常见的螺杆式、离心式和往复式制冷机三种机型的特点进行了分析。从3种压缩机的结构、原理等情况对比阐述各种制冷机的优缺点。     

高速飞行器机载综合热管理系统设计与优化

先进的高速飞行器面临着气动加热与大功率电子设备发热的双重热负荷，使得机载热沉与能量需求呈指数上升趋势，进而导致发动机性能下降、耗油量增加，严重制约着飞行器的功能和性能提升。机载热管理系统的优化设计，旨在提升系统制冷和供电性能的同时减小发动机性能损失。以Mach数Ma=1~4.4的大热负载高速飞行器为背景，针对三种机载综合热管理系统，开展适应飞行任务的系统优化设计，实现燃油热沉、外涵道引气热沉、冲压空气引气、发动机引气与飞行任务的最优匹配。研究过程采用等效质量方法，将各系统质量、能耗、气源消耗等成本统一等效为燃油代偿损失，并作为目标函数，对多种工况进行优化设计。研究结果表明：在Ma≤2时，采用外涵道空气热沉模式更为合适，但随飞行速度的进一步提高，其制冷循环压比显著上升制冷效率降低，燃油代偿损失急剧上升；基于燃油热沉的综合热管理模式更适用于Ma=2~4.5的飞行任务，其制冷循环功耗和能耗在各飞行工况下性能表现较为稳定，燃油代偿损失仅因飞行速度增大而增大；与发动机引气相比，冲压空气引气更适合Mach数较高的飞行任务规划。因此，对于巡航Ma≤2的飞行器，搭载“外涵道引气热沉+发动机引气”的机载综合热管理系统，发动机性能损失更低；对于巡航Ma=2~4.5的飞行器，搭载“燃油热沉+可切换发动机引气/冲压空气引气”的机载综合热管理系统，发动机性能最优。     

运行工况对双效空冷吸收式制冷循环性能的影响

采用空冷吸收器、空冷冷凝器实现循环空冷化,是缩小吸收式系统体积、扩大其应用领域的重要途径之一。针对4种空冷双效溴化锂循环,建立集中参数模型,分析比较了不同运行参数（热源温度、室外冷却空气温度、蒸发温度）对4种循环性能的影响情况。结果表明,要实现循环空冷化,必须提高热源温度,同时4种循环相比,溶液在低温溶液热交换器前分流的并联循环热力性能明显低于其他3种循环,不宜空冷化。     

典型空气循环制冷系统仿真研究

对四轮升压式空气循环制冷系统进行了稳态仿真，并与已有的研究数据进行对比。进一步针对系统主要的扰动源，分析系统的温度扰动特性。仿真结果表明：当引气温度或冲压空气温度发生扰动时，系统温度随之变化，其变化程度与扰动程度相当；而引气压力扰动会造成系统温度大幅度变化，引气压力扰动对四轮升压式空气循环系统制冷能力影响最为剧烈。本文为环控系统的设计和优化提供参考。     

机载补气增焓制冷系统动态仿真模型

补气增焓制冷系统具有系统能效比高、运转费用低等优势,被广泛应用于现代飞机的环境控制系统中。为了指导系统的设计与控制,开发了机载补气增焓制冷系统的动态性能仿真模型,并开展了实验验证。通过将补气压缩机工作过程分解,建立了基于物理机理的补气压缩机显式计算模型;通过制冷剂相区划分,建立了蒸发器和冷凝器的移动边界模型;并开发了基于质量引导的系统动态求解算法。实验验证表明,模型能够准确反映系统压力和温度的动态变化趋势;在系统动态响应时间内,模型对于系统压力和温度的时均预测偏差分别为2.55%和-3.29℃。     

PSA氨冷系统运行及蒸发冷凝器改造

阐述了PSA氨冷系统流程与制冷过程,分析了影响制冷效果的因素,并由此提出实际运行中的注意要点：针对蒸发式冷凝器在氨冷系统中的作用,叙述了蒸发式冷凝器改造过程,提出了解决风机振动的办法。     

机载综合环控系统的热管理

利用燃油作为主要热沉，同时引入液体PAO与R134a作为辅助热沉，提出了一种环控系统热管理的新方案。空气压缩制冷子系统与高温PAO子系统以空气-PAO换热器为连接点，耦合为座舱与电子舱室1的热管理子系统；低温PAO子系统与蒸发压缩制冷循环以蒸发器为连接点，耦合为电子舱室2的热管理子系统。采用数学理论计算与计算机建模仿真研究相结合的方法，建立了空气-液体换热器、液-液蒸发器/冷凝器等主要元件的仿真模型，对环控系统进行性能分析。结果表明，在一定的引气温度和压力条件下，燃油作为主要热沉可以吸收大量的热量，同时各子系统的热量互补能够满足驾驶舱与电子舱的温度控制，保证其稳定、高效的运行。     

制冷压缩机出口气氨冷却系统的改造

通过采用高效节能型蒸发式冷凝器,对合成氨生产冷冻工序中制冷压缩机出口气氨冷却系统进行了技术改造。介绍了高效节能型蒸发式冷凝器的工艺原理和安装操作要点,从消耗、投资、操作、检修等方面总结了技改效果,年创经济效益223.1万元。     

太阳能喷射制冷系统临界冷凝特性实验研究

为了了解太阳能喷射制冷系统的系统性能随冷凝温度的变化规律,进而提出合理的系统运行控制策略,文中设计并搭建了太阳能喷射制冷实验研究平台,以HFC134a为制冷剂,对太阳能喷射制冷系统的临界冷凝特性进行了实验研究.研究表明:太阳能喷射制冷系统工作时,系统性能系数(COP)、制冷量和能效比(EER)等参数随着冷凝温度的升高呈...