内复叠制冷系统实验装置的研制

研制了1个内复叠制冷系统实验装置.内复叠制冷循环系统采用非共沸混合工质、精馏装置和单级油润滑压缩机,实现了混合工质高低沸点组元和润滑油的高效分离,能成功地把低温箱内温度降到-60--80℃.介绍了实验台的结构、组成、控制测量和数据采集系统.实验表明系统测试精度较高,达到实验要求.设计制作的精馏塔,分离效果良好,系统降温快,运行稳定.     

四元混合工质一次节流制冷实验研究

研究了四元混合工质对一次节流系统制冷性能的影响。从安全性和环境友好两个角度出发,选择了两种不同的四元混合工质作为研究对象,分别记为MR 1和MR 2;通过遗传算法对两种研究对象的最佳摩尔浓度进行了优化;在同等工况的实验系统里对两种研究对象进行了对比研究。通过比较混合工质的节流效应、系统中压缩机的运行参数及箱内温度等方面,从而探究两种系统的制冷性能。实验结果表明,相对于MR 1制冷系统,MR 2制冷系统制冷量更大,降温范围更宽,COP更高。     

环保型低温制冷系统的性能实验

对环保型R290/CO2复叠式低温制冷系统的性能进行实验,得出R290循环的COP要比CO2循环的COP高,CO2压缩机的吸气温度对CO2压缩机排气温度的影响较明显.CO2低温循环中,随着温度的降低,制冷工质的粘性对管路的流动阻力损失影响不大.制冷系统的压力和流量的稳定性非常好,温度的稳定性能够满足实验精度要求.     

混合工质回热式大温跨供热热泵循环的理论分析

物料干燥、印刷、印染纺织、电镀等领域普遍需要65~100℃的热源供应,常规热泵技术难以实现。本文充分利用非共沸混合工质相变过程中的大温度滑移,实现与水侧更好的热当量匹配,提出一种混合工质回热式大温跨热泵循环,建立了热力学模型,分析了运行压力、混合工质组分、环境温度、出水温度等关键参数对系统性能的影响,基于遗传算法优化了系统吸排气压力和工质配比,结果表明:混合工质回热式热泵可在常规空调压缩机的正常工况内运行,在环境温度为25℃、入水温度为15℃、出水温度为90℃时,系统理论COP最高可达5. 5,与同工况下CO2跨临界热泵性能相当。     

非共沸混合工质单级压缩回热循环实验研究

针对非共沸混合制冷工质单级压缩回热制冷循环,分析了LHR循环的特点及主要研究问题。根据非共沸混合制冷工质的特性,讨论并选取了适合于-70℃低温冷柜的混合制冷工质R23和R600a。利用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 8.0初步研究了不同配比时制冷系统的特性,然后通过实验方法从不同角度分析混合制冷工质的配比对系统性能的影响,最终得到比较合理的混合制冷工质R23/R600a组分比例3:7。同时分析了该配比下制冷压缩机排气温度、压比、低温冷柜内温度等的变化特点,最后对蒸发器的温度变化特性和回热器的温度变化特性进行了总结。     

微型压缩机驱动的微型混合工质J-T制冷器实验研究

为研究微型混合工质节流制冷器的降温性能,搭建了微型压缩机驱动微型混合工质节流制冷器的制冷系统,并得到了初步实验研究结果。采用Aspen微型压缩机驱动微型J-T节流制冷器,应用混合制冷剂实现深度制冷。微型J-T节流制冷器采用微小通径的不锈钢毛细管制作,其通道特征尺寸为0.3mm。初步实验表明,微型J-T节流制冷器达到了180K温区。由于采用微型压缩机驱动,系统结构紧凑,可在便携生物储存设备、低温医疗以及电子器件冷却等领域应用。     

如何判断制冷系统内不凝性气体的存在

在制冷系统中,不凝性气体主要为氧气、氯气,氮气、氢气及水气等空气中的成份。由于这些气体不随制冷工质冷凝,常常聚集在冷凝器或贮液器中。不凝性气体能使对应于冷凝温度(或排气温度)的冷凝压力(或排气压力)增高,使压缩机运行时高压指针抖动,减低制冷效果和使压缩机功耗增     

线性压缩机驱动的混合工质微型节流制冷机

很多电子器件在低温环境下工作具有更强的性能,但低温电子器件的广泛应用仍受到制冷技术微型化落后的牵制.本文研究了一种基于多元混合工质的闭式节流制冷系统,该系统由Hampson型微型节流制冷机与线性压缩机相结合,工质采用摩尔浓度为39％甲烷/20％乙烷/41％异丁烷三元混合物,实验研究了制冷机在不同工况条件下的降温性能.结...     

低温热泵系统中R290替代R22的性能研究及优化

本文针对低温热泵系统,采用R290替代R22进行性能实验研究,对比不同工况下两者的性能差异发现:直接在原系统中将R22抽出并灌装非等量R290后,系统运行时,换热量与COP均有所衰减,且在相同的低温环境工况下,R290系统的压缩机排气温度和排气压力均高于原R22系统。通过分析系统部件可知,上述现象出现的主要原因是R22系统压缩机排量过大、与R290系统不匹配,因此为同时满足系统的安全性要求以及提高R290在低温热泵系统中的整体性能,考虑在系统中更换与R290更为匹配的排量更小的压缩机。实验结果表明:对R290低温热泵系统压缩机排量进行优化能有效降低系统的排气温度和压力、提高系统整体性能;压缩机优化后的R290低温热泵系统COP较原R22系统提高6.5%,低温环境下排气温度降低36%,至80℃以下。     

混合工质低温气体液化系统降温规律动态模拟研究

混合工质低温气体液化装置降温耗时长,系统循环工质组成对降温速度的影响大,优化工质的充装方法与步骤对系统的快速降温与可靠运行至关重要。基于气液两相容积节点原理建立了混合工质低温气体液化系统动态模拟方法,并由实际混合工质循环气体液化系统降温过程的动态实验数据进行验证。重点开展了不同温度区间的工质充装对系统降温规律的影响研究,结果表明当充装工质的相变温区接近系统最低温度时,系统降温速度最快;基于文中实验系统对甲烷及氮气充装温区的工质充装量的优化研究结果表明,甲烷的工质充装量在12%~16%系统总工质摩尔量、氮气的工质充装量在9%~12%系统总工质摩尔量时,更利于实验系统的快速降温和安全运行。     

基于R600/R290混合制冷剂的立式冷冻箱的降温能力试验研究

为优化以混合制冷剂为工质的立式冷冻箱制冷系统降温能力,对使用R600/R290混合制冷剂的立式冷冻箱在32℃环境温度下进行降温能力试验,研究混合制冷剂充注量、制冷剂各组分配比、毛细管流量及风机转速对其性能的影响.结果 表明:混合制冷剂充注量过大会削弱制冷系统降温能力,并使压缩机功率增加;增大毛细管流量、风机转速及混合制...     

充注量对小型CO2制冷系统影响的实验研究

为了研究充注量对小型二氧化碳制冷系统的影响,利用一套展示柜二氧化碳制冷系统,进行了不同充注量的实验。讨论了充注量对二氧化碳制冷系统吸排气压力、运行功率、吸排气温度的影响。同时,结合本系统,对假临界现象进行了分析,结果表明:充注量不足,蒸发、冷凝压力低,压缩机吸、排气温度高,系统COP较低;充注量过多,系统运行功率高,系统制冷系数降低;系统运行一段时间后,回热器热侧出口达到假临界温度,吸、排气温度产生突降;随着充注量的增加,吸、排气温度突降点前移。本研究可为跨临界二氧化碳制冷系统最佳充注量的确定及如何维持系统高效运行提供理论指导。     

复叠制冷系统启动特性实验研究

在搭建的复叠制冷系统实验台上,研究了复叠制冷系统启动时间间隔对能耗以及低温级环路启动特性的影响.结果表明,当高温级环路压缩机吸气压力降低至0.20 MPa,低温级压缩机再启动时,能够在启动过程中任意时刻获得较低的蒸发温度,能耗也比较低;当高温级环路压缩机吸气压力降低至0.26 MPa低温级环路启动时,在满足低压级压缩机排气压力在安全范围内的前提下,整个启动过程最节能;当高温级环路压缩机吸气压力降低至0.16 MPa低温级环路启动时,消耗了较多的能量在高温级环路,低温级环路的降温效果也并不明显,整体能耗较高,最不宜此时启动.     

R32涡旋压缩机两相喷射制冷系统的设计与控制

R32涡旋压缩机存在排气温度过高的问题,利用两相制冷剂喷射可降低排气温度同时提升性能。基于经济器系统,提出了R32涡旋压缩机的两相喷射制冷系统,利用模拟仿真对其设计和控制方法进行了研究。从压缩机的角度,分析了喷射口等效直径对两相喷射压缩机性能的影响,并指出了两相喷射时喷射压力和喷射干度的优化方向。通过对两相喷射系统的模拟分析,在系统层面上对中间换热器的换热能力进行了优化配置和对中间喷射压力进行了优化控制,并提出根据排气温度来确定最优中间压力的方法,即将排气温度控制为135℃对应的中间压力为最优中间压力。经过优化后的两相喷射系统,不仅解决了排气温度过高的问题,而且能够提升制冷量7.1%~11.4%,提升COP 2.6%~6.2%。     

蒸汽压缩/喷射制冷系统喷射器设计及节能分析

蒸汽压缩/喷射制冷系统是一种有效的节能系统,可以减少节流膨胀损失,降低压缩机压力比,提高制冷系统效率。选择5种计算工况对蒸汽压缩/喷射制冷系统进行计算,研究喷射器结构与蒸发温度和冷凝温度的变化规律,并与普通蒸汽压缩系统对比,从制冷量、压缩机耗功、性能系数三个角度分析新系统的节能效果。计算结果表明蒸汽压缩/喷射制冷系统在低温工况条件下节能效果最优,制冷量最大可提高29%,压缩机耗功最大可降低65%,COP值最大可提高63%。     

自然复叠系统与低温制冷

自然复制冷系统采用混合工质,用一个普通过压缩机实现了－150℃甚至更低的温度,与以往采用三级复叠制冷系统的－150℃低温冰箱复叠系统的温冰箱减了两个压缩机及相应的油分离器、干燥过滤器等附件,并使控制大为简化,从而提高了系统的整体可靠。本文将详细介绍自然复叠制冷系统的原理和应用。     

BEPC Ⅱ超导腔低温氦制冷压缩机压力控制

结合双螺杆变频调速压缩机在BEPCⅡ低温系统上的应用,研究压缩机吸气压力和排气压力控制方法。根据制冷机控制系统的PLC程序,得出压缩机吸气压力和排气压力的控制方法,并通过BEPCⅡ低温系统的实际运行情况对研究结论进行验证。     

带闪蒸器补气的R134a准二级压缩制冷/热泵系统实验研究

为增加空气源热泵运行的稳定性及提高其性能系数,本文提出了以R134a为工质的涡旋压缩机闪蒸器补气制冷/热泵系统。搭建了实验台对压缩机排气温度、功耗、制冷量、制热量及制冷、制热性能系数进行研究。结果表明:当冷凝温度为45℃,蒸发温度为-20~0℃时,与采用相同工质的单级系统相比,补气系统的排气温度降低了6.2℃,功耗增加1.4%~2.8%,制冷量和制冷COPc分别提高19.8%和17.6%,制热量和制热COPh分别提高15.3%和13.2%。     

两相喷射器对压缩-喷射制冷系统性能的影响研究

采用等面积混合模型,以R134a制冷剂为工质,对两相喷射器建立热力学模型,并用Matlab7.1软件进行编程计算,相关的工质热物性参数,通过调用Refprop7软件获取。分析比较了各混合压力下喷射器内压力变化趋势,喷射器混合压力、系统蒸发温度、冷凝温度以及喷射器等熵效率的变化对两相喷射器性能、制冷系统性能的影响。结果表明:对于所研究的工质和工况,热力学分析方法采用等面积混合模型比较合理;混合压力在理论取值范围内存在一个最优点;随蒸发温度的升高或冷凝温度的降低,喷射器最优混合压力的取值点越靠近引射压力,喷射系数增加,系统COP升高,但是相对于传统压缩制冷循环的性能提高率减小;喷射器及系统性能对喷射器进口段等熵效率的变化较敏感。因而,选取恰当的混合压力值,设计制造等熵效率较高的工作喷嘴对于压缩-喷射制冷系统的性能优化至关重要。     

自复叠制冷系统中套管式冷凝器的应用研究

自复叠制冷系统广泛应用于小型制冷装置,制取-40℃~-150℃之间的低温环境。套管式冷凝器在自复叠制冷系统中常用作冷凝设备,其特性与结构深刻地影响着制冷装置系统。自动复叠制冷系统用套管式冷凝器为研究对象,研究其冷凝过程特性和结构尺寸;在冷凝压力2.0 MPa,当R600a和R23混合工质的质量分数为7∶3时,计算其冷凝负荷为1610 W;根据混合工质和冷却水的换热系数,确定套管式冷凝器长度为4.842 m。最后对不同冷凝水流量的吸气温度、排气温度、蒸发温度,以及冷却水进出口温度进行了对比分析。