采用非共沸混合工质的原奶速冷式系统热力学仿真与性能分析

通过利用Helmholtz自由能状态方程,模拟计算6种非共沸混合工质的原奶速冷式系统制冷性能系数(COP),并与纯工质作比较,分析非共沸混合工质的优缺点。结果表明,非共沸混合工质的原奶速冷式系统COP普遍大于采用纯工质的原奶速冷式系统COP,R436A是6种混合工质中综合性能最好的。尽管采用非共沸混合工质可以有效地改善原奶速冷式系统传热温差过大的问题,但原奶速冷式系统的传热温差仍旧偏大。指出在将来的研究中若采用组合式原奶速冷式系统,可在某种程度克服这些问题,进而改善原奶速冷式系统的能源效率。     

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。     

一种五级自动复叠制冷系统的初步试验研究

提出了一种五级自动复叠制冷循环,根据不同的系统采用不同的制冷工质和不同的混合配比,可以获得不同的蒸发温度,分析了非共沸混合工质的组分选取原则并选取了组分,探讨了适用于自动复叠制冷系统混合工质计算的方法,根据要求选择了R22、R23、R14、R740和R728五种制冷工质作为系统循环工质,对混合工质的配比进行了模拟计算,得出了理论模拟最优配比并通过试验研究加以比较确定.     

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。     

基于CFD的新型喷射式制冷系统喷射器的优化研究

介绍了以R134a为制冷工质的一种新型的太阳能喷射式制冷系统,通过CFD模拟喷射器来优化其结构参数。分析了系统运行参数以及喷射器结构参数对喷射制冷系统性能的影响。结果显示,蒸发温度为5℃,冷凝温度为36℃时,喷射器的喷嘴距0mm的喷射器性能最好,喷射系数能达0.32,系统COP达0.36。     

自动复叠制冷循环中节流阀开度的试验研究

通过搭建一个具有精馏装置的改进型自动复叠制冷循环试验台,选用环保型非共沸混合工质作为制冷剂,对循环中各关键节流阀进行了不同开度的实验研究,得到了各节流阀的开度对制冷温度,精馏效果以及COP的影响规律,为今后自动复叠制冷系统的理论研究以及设计研制提供了数据和经验.     

CO2用于自然复叠制冷系统的理论分析

对采用CO2和烷烃(R290、R600a、R600)组成的混合工质的自然复叠制冷系统应用于普冷领域进行了理论分析。研究了在CO2作为低沸点工质时，高沸点工质和中沸点工质对系统压比和性能系数COP的影响，以及这些性能参数随系统中CO2摩尔含量的变化情况。     

非共沸混合制冷剂组分对冷凝器换热特性的影响

为了揭示非共沸混合工质在冷凝器内的换热特性,探明非共沸混合工质组分对制冷剂和换热流体间沿程温度的影响,通过建立冷凝器换热模型,对不同沸点差的二元环保型非共沸混合工质进行了理论分析.结果表明:由于非共沸混合工质比焓值与温度的非线性关系,换热流体间的沿程传热温差出现极值点;混合工质中富含低沸点组分时,冷凝器内部存在最小传热温差;反之,存在最大传热温差;混合工质沸点差增加,滑移温度的限制条件之差增大,窄点现象增强.     

采用非共沸混合工质机械过冷的跨临界CO_2制冷循环性能分析

本文提出了非共沸混合工质机械过冷跨临界CO_2制冷循环。在最优排气压力和最优过冷度下循环取得最大COP。最大COP、最优排气压力和过冷度与混合制冷剂的温度滑移密切相关。当选取合理温度滑移的混合工质作为机械过冷循环的制冷剂时,可明显提升CO_2制冷循环能效,降低排气压力。与基本CO_2制冷循环相比,在蒸发温度为-40℃、环境温度为35℃时,采用R32/R152a(40/60)循环总COP可提升46.53%,CO_2排气压力可降低2.758 MPa。总COP的提升程度受混合制冷剂的温度滑移影响显著,推荐机械过冷循环使用温度滑移合理的混合制冷剂。在温暖和炎热的气候地区及冷冻冷藏等低温应用领域,采用非共沸混合制冷剂机械过冷跨临界CO_2制冷循环整体性能的提升更加显著。     

CO_2用于自动复迭制冷系统的理论分析

对采用CO2 和烷烃 (R2 90、R6 0 0a、R6 0 0 )组成的混合工质的自动复迭制冷系统应用于普冷领域进行了理论分析。研究了在CO2 作为低沸点工质时 ,高沸点工质和中沸点工质对系统压比和性能系数COP的影响 ,以及这些性能参数随系统中CO2 摩尔含量的变化情况。     

R236fa/R32制冷系统冷凝温度和蒸发温度的确定方法

根据泡露点的特性使用3种计算非共沸混合工质冷凝温度和蒸发温度的计算方法,建立应用于R236fa/R32混合工质制冷系统设计计算和性能测试的计算模型,并通过对该混合工质制冷系统的变组分试验,对制冷系统的性能测试数据进行对比分析。结果表明泡露点法不适用于大滑移温度混合工质的计算,中点法和平均值法均适用。相对于平均值法,采用中点法计算最准确,但计算过程最复杂。     

混合工质配比对自动复叠制冷循环影响的试验研究

搭建了自动复叠制冷循环的试验装置,在该系统中低沸点组分选用R23,高沸点组分选用R134a.通过改变系统中混合工质的配比,在其它条件不变的情况下进行了优化试验,试验结果表明混合工质中各组分百分含量对制冷系统的蒸发压力、冷凝压力、冷柜的最低中心温度等有较大的影响,其中R23的百分含量在40%左右时,该制冷系统性能达到最佳.     

R290/R600a混合工质制冷系统泄漏点对系统性能的影响

混合工质在不同位置的泄漏所引起的系统中工质对组分比例发生变化会对制冷系统的性能产生很大影响。根据混合法则,从理论上研究R290/R600a工质对泄漏率在5%~40%范围内8种泄漏率条件下,系统工质对组分变化的规律。按照理论计算的要求建立制冷系统工质泄漏实验台,对实验台在4种泄漏率条件下的蒸发压力、冷凝压力、制冷量和COP进行研究。计算和实验结果表明,在蒸发器出口和冷凝器入口处的泄漏使低沸点组分R290在工质对中的比例增大,系统制冷量增加且COP下降;在蒸发器入口和冷凝器出口处的泄漏使高沸点组分R600a在工质对中的比例增大,系统制冷量下降且COP上升。     

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.     

制冷空调系统应用混合工质的性能和泄漏研究

尽管非共沸混合制冷剂的优点很多,但其工业应用至今仍是很有限的。主要原因是制冷装置内混合工质的泄漏以及由此引起的浓度变化。另一个缺点是,尚缺乏一种有效简便的方法以确定循环系统内工质的浓度。本文介绍了作者的研究结果。研究的非共沸混合物具有大的沸点差。其目的是评估上述问题的严重性。研究内容为: 1.进行泄漏试验和计算机摸拟,以确定泄漏引起的浓度变化; 2.简单地确定循环系统内混合物的浓度。为了与沸点差极大的最恶劣情况比较,作者对沸点差较小的实际情况进行了研究。在此实际情况中,用一种新开发的三元混合物代替超级市场的制冷系统中使用的R502。     

无油压缩机驱动的混合工质节流制冷机工质浓度变化特征的实验研究

建立了一套由无油压缩机驱动的多元非共沸混合工质节流制冷机系统，用以实验研究其中多元混合工质组分浓度变化特征。针对一种典型混合工质进行多次系统的测量，实验结果得出了不同气量时制冷系统内混合工质组分浓度的变化和分布情况，以及组分浓度随制冷温度的变化特征等一般性规律，将为进一步研究多元混合工质J—T节流制冷机的动态工作特性和优化设计提供重要的依据。     

蒸发器中非共沸混合工质的换热特性

为了阐明非共沸混合工质在制冷、空调系统蒸发器中的换热过程,以及混合工质蒸发时的温度滑移现象为工程实际带来的某些特殊性,运用传热及热力学原理进行了相应的理论分析,发现非共沸混合工质的蒸发过程中蒸发介质存在极限流量的现象,并得到此类工质在可用能角度相比纯工质具有节能效果的结论(一般情况下,相对可用能损失减少40%～55%),最后将理论分析结论应用于几种常用的混合工质上,如R407c、R405a和R414b,并预测了这些工质在实际使用中的极限流量和可用能损失情况.     

一种新型多级冷凝过滤分离装置的设计及研究

自动复叠制冷循环系统结构简单、运行可靠。该循环使用非共沸混合制冷剂,其冷凝分离是否完全直接影响着循环制冷效率的高低。针对这一问题,设计一种新型多级冷凝过滤分离装置,并采用配有该装置的自动复叠制冷循环系统进行实验研究,结果表明该装置不仅实现了非共沸混合工质高、低沸点组元的高效分离,提高了系统的制冷效率和稳定性,而且结构简单、成本较低,具有极强的生产实用性。     

R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290／C02复叠式制冷系统的性能实验，对低温循环用CO2作为制冷工质，高温循环分别用R22和R290为制冷工质的性能进行比较，结果表明，随着蒸发温度的升高，冷凝温度的降低，R290／CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比增大，COP增加。随着高温循环压缩机入口温度的升高，R290压缩机的功耗略高于R22压缩机的功耗，R290循环的COPh要高于R22循环的COPh。结果表明自然工质R290／CO2复叠式制冷系统具有很好的发展前景。     

膨胀机和内部换热器对复叠式制冷系统性能的影响

为提高复叠式制冷系统(CT)效率,提出带高温循环内部换热器的复叠式制冷系统(CTIHTC)和带高低温循环膨胀机的复叠式制冷系统(CE)的方案,并对这3个系统的性能系数、系统热力学完善度、损失以及系统效率随蒸发温度的变化规律进行分析。结果表明:CE系统的性能系数、热力学完善度和效率最高,损失最小;在工质对分析中,采用R170/R290工质对的CE系统COP最高,在-85~-30℃的蒸发温度内,CE系统COP比CT系统提高18.3%~28.8%。