变频滚动转子式压缩机变工况性能的实验研究

以R32变频滚动转子式制冷系统为研究对象,通过改变电子膨胀阀开度、压缩机运转频率、蒸发温度和吸排气压比,研究压缩机在不同工况尤其是不同吸气状态下的运行性能,结果表明:在过热段,压缩机容积效率基本不随过热度的变化而变化;在两相段,容积效率随吸气干度的减小呈线性下降趋势,且各工况斜率基本相同。蒸发温度基本不影响压缩机容积效率,而压比越高,容积效率越低;压缩机电效率在过热段和两相段分别随过热度和吸气干度的减小而线性减小,且两相段斜率大于过热段斜率。在相同蒸发温度下,压比越高,电效率越小;在相同压比下,蒸发温度越高,电效率越小;在各工况下,系统COP在过热段基本不变,在两相段随干度减小而减小。吸气干度0.90处的COP比吸气饱和点的COP平均降低了5.5%;容积效率随压缩机频率的提高而增大,电效率和系统COP随压缩机频率的提高而减小。     

使用电子膨胀阀的空气源热泵热水器的实验研究与优化

为充分利用电子膨胀阀调节灵活的特性,对空气源热泵热水器在定阀开度和定过热度下的系统性能进行对比实验,并提出了电子膨胀阀的排气温度控制法。实验结果表明:定阀开度下运行易发生吸气带液现象,吸气带液量的大小对系统性能的影响较大,但可由排气温度加以判断,适当增大阀开度可提升平均制热效率(COPa)并降低排气温度;与定阀开度相比,定过热度下运行时COPa普遍较高,排气温度高,但改变定过热度对COPa的影响较小,这为过热度的简单控制提供了依据;提出的排气温度控制法以排气温度判断吸气带液量大小,对过热度进行简单控制,满足了大制冷剂流量和小过热度的制热要求,试验测试中COPa提升8.24%,排气温度降低7.16%,系统性能达到了预期的优化效果。     

不同调节方式下跨临界CO2空气源热泵性能实验研究

为提高跨临界CO2空气源热泵热水系统运行性能,对不同压缩机频率、电子膨胀阀开度和水流量下的系统及部件运行特性进行了实验研究,并对循环加热模式下的调节方式进行了优化.结果 表明:当阀开度减小时,系统性能系数COP和制热量随过热度的增大而减小;压缩机存在最大电效率点,并且电效率极值点会随着运行频率的增大而向低过热度段发生移...     

电子膨胀阀对纯电动冷藏车制冷性能的影响

电子膨胀阀的阀门开度会影响冷藏系统制冷剂的流量,从而影响冷藏系统的制冷性能。在标准焓差实验室中,搭建中压补气型冷藏系统试验台,研究主阀过热度设定值与补阀开度对系统制冷性能的影响。结果表明：系统不补气、补阀开度为0的情况下,主阀过热度设定值为6 K时,冷藏系统的制冷性能最好。系统中压补气、主阀过热度值设定值为6 K的情况下,补阀开度从5%增加到20%时,压缩机排气温度下降了2.52%～6.16%,压缩机功率升高了0.81%～1.57%;补阀开度为10%时,制冷量最大,为4.12 kW,COP最大,为1.66。研究表明,主阀过热度设定值为6 K、补阀开度为10%时,冷藏系统的制冷性能最佳。     

空气源热泵系统湿压缩与电子膨胀阀调控方式的研究

针对空气源热泵吸气带液问题,通过调节电子膨胀阀开度改变压缩机吸气口制冷剂状态,研究了四种不同调控工况对系统性能和参数的影响,分析不同调控工况下系统性能的变化。实验结果表明:较大的电子膨胀阀开度可提高蒸发压力和制冷剂质量流量,从而改善系统性能,但这不是湿压缩所产生的影响,相反后期大量的吸气带液会导致系统性能降低;吸气带液可以有效降低压缩机排气温度,同时也会使单位制热量和比功降低;在实际运行过程中,应采取定过热度控制方法,且过热度应尽量小,但要避免压缩机吸气带液。     

变流量制冷系统循环性能稳定性的实验研究

针对变制冷剂流量(Variable Refrigerant Flow,VRF)空调系统中过热度、制冷量及性能系数(Coefficient of Performance,COP)等参数的不稳定现象,利用R32变流量制冷循环实验台,研究过热度振荡对系统参数稳定性的影响。结果表明:随着系统内制冷剂流量的增加,蒸发器内制冷剂流型迅速变化,引起换热方式的交替,过热度进入最小稳定过热度线(Minimal Stable Superheat,MSS)的不稳定区间,从而产生了过热度振荡;当过热度处于不同运行频率下的最小稳定点时,系统性能达到最佳,控制难度得到优化;系统定压比运行下,频率的增大对压缩机耗功有更直接的影响,因而导致COP与频率成反比。     

空气源热泵系统压缩机吸气带液问题的研究

以空气源热泵热水机组为实验研究对象,通过改变电子膨胀阀开度,研究压缩机吸气状态对系统性能的影响,研究结果表明:(1)在加热前期(水箱平均温度20~30℃),膨胀阀开度越大,系统COP(能效比)越大;在加热后期(水箱平均温度40~55℃),膨胀阀开度越大,系统COP越小;(2)压缩机吸气带液可以有效改善冷凝器的换热性能,提高总换热系数,但在加热后期,压缩机大量吸气带液时,制冷剂质量流量降低造成的影响更大,因此系统制热量先上升后下降;(3)以压缩机吸气过热度为控制对象调节电子膨胀阀,使压缩机处于少量吸气带液状态,可以有效提高系统COP。     

BEST系统变工况特性及控制方式研究

为分析抽汽背压式汽轮机(Backpressure Extraction Steam Turbine,BEST)回热系统的变工况工作特性及保证小汽轮机与给水泵之间的功率匹配,提出采用小发电机、节流阀、补汽阀的3种控制策略,根据汽轮机、回热加热器等主要设备的变工况过程建立BEST系统的变工况数学模型,分析各负荷下BEST和给水泵系统的功率匹配特性和回热系统抽汽参数的变化规律。研究表明:小汽轮机与给水泵的功率差值随着负荷降低先增加后降低,最大值出现在约50%负荷左右;采用小发电机调节,BEST末级排汽流量与压力近似不变;采用节流阀调节,BEST末级排汽流量与压力随负荷降低而降低;采用补汽阀调节,BEST末级排汽压力与流量随负荷降低而升高;小发电机调节方式的热经济性最佳,相对于其他两种调节方式的热耗率明显偏低,节流调节方式存在节流损失,补汽阀调节在BEST末级排汽供汽中引入了大量经过再热的抽汽,提高了抽汽过热度,降低了系统效率。     

能够精确调节流量的新型汽轮机补汽阀研究

对传统的汽轮机补汽阀所存在的问题进行详细分析,为了规避这些问题,研制出一种能够在小开度下精确调节蒸汽流量的新型补汽阀。对新阀门的气动性能和安全性进行分析,结果表明,新型补汽阀很好地解决了传统结构所产生的小开度下流量控制不精确及产生振动、噪声的问题。     

不同调节方式对循环加热式CO2热泵性能影响的实验研究

为研究膨胀阀开度和压缩机频率对循环加热式CO₂热泵制热性能的影响,采用实验的方法研究了阀开度35%,37%,40%和频率75,80,85 Hz工况下制热量和制热系数COP瞬时值和平均值以及加热时间的变化。结果表明：随着压缩机频率增加,平均制热量和最大瞬时制热量增加,平均COP和最大瞬时COP减小,加热时间缩短;随着阀开度增大,平均制热量和平均COP减小,最大瞬时制热量和COP增大,加热时间延长;当压缩机频率一定时,在不同的水箱温度范围采用合适的膨胀阀开度可以有效提高热泵的平均COP;以本文75 Hz工况为例,当水温小于25.9℃时采用40%开度,当水温在25.9～35.4℃之间时采用37%开度,当水温大于35.4℃时采用35%开度;合理匹配开度和频率可以最大程度提高平均制热量,同时抑制平均COP的减小。     

基于滑移网格的某1000MW核电汽轮机中调阀动态特性数值模拟

以某1000MW核电汽轮机中调阀为研究对象,利用FLUENT软件,采用滑移网格技术对其关闭过程中的动态特性进行三维非定常数值模拟。计算结果表明:中调阀关闭过程中,起初流场分布较为均匀,随着开度的减小,流场开始扰动剧烈,并出现涡流,速度分布也越来越不均匀。同时,压损、流阻系数和气动力矩随阀门开度的减小逐渐升高,而流量系数随阀门开度的减小逐渐降低。     

太阳能集热系统过热影响因素分析

通过分析太阳能供热系统集热、蓄热和用热各个子系统的动态热量热平衡关系,建立太阳能集热系统热量传递数学模型,并结合集热系统内部流体过热汽化原理,提出集热系统过热度评价指标,并对集热系统在不同流量、水箱容积以及不同连接方式等条件下的过热程度进行分析计算。结果表明,集热系统过热度随热媒流量、集热器倾角和水箱容积取值的增大而减小,并通过对上述3种因素进行敏感性分析得到集热器倾角对系统过热度的影响最大。     

大型空气压缩机变工况性能试验研究

压缩空气储能系统压缩机受系统自身特性影响,长期处于变工况运行状态。对某多级压缩空气储能系统大型空气压缩机变工况条件下级间性能开展试验研究,即利用压缩机管网特性试验平台,开展排气压力6.5～9.5MPa范围试验测试,对压缩机各级吸气和排气压力、吸气和排气温度、压缩机排气量、电机电流、电压等参数进行实时采集。通过对压缩机实时变工况下各项参数分析,具体研究压缩机的容积效率、循环指示功率、等温效率、各级压比分配和各级压损随出口负荷变化而变化的规律。研究结果表明:压缩机的容积效率基本不随工况的变化而变化,平均为0.96;循环指示功率随出口负荷的增加而增加;压缩机的多变效率从74.02%上升到78.14%,多变效率随着排气压力的增加而增加;低压级压比增大速度较快,易达到额定状态,高压级压比达到额定状态较缓;一～四级的相对压力损失基本保持不变,五级出口排气到集气汇管的相对压力损失随着出口负荷的增大而减小。     

燃气机热泵改变制冷剂流量的增益调度控制

燃气机热泵可以通过改变燃气机转速调节系统容量,系统容量的调节和压缩机转速的变化,需要电子膨胀阀调节制冷剂流量与之相匹配。采用实验方法建立蒸发器过热度模型,通过理论分析和实验测试,研究了燃气机热泵系统变转速调节和当过热度设定值改变时蒸发器过热度的控制策略。提出采用增益调度控制策略实现蒸发器过热度的控制,实验结果表明:改变燃气机转速时,过热度控制比较精确,波动范围在±0.5℃以内;过热度设定值改变时,最大超调量小于2℃,过热度响应速度快,具有很好的动态响应特性,达到稳态的时间不超过200 s。     

大气压力/VNT/EGR对车用柴油机性能与排放的影响

为了研究可变喷嘴涡轮增压(VNT)技术、排气再循环(EGR)技术及大气压力三者共同作用对车用柴油机性能与排放的影响,利用大气压力模拟装置开展了相应的试验研究,基于响应曲面法以响应曲面图的形式分析研究VNT喷嘴环开度、EGR阀开度及大气压力3个参数交互作用对柴油机性能与排放的影响。结果表明:随着大气压力的降低及EGR阀开度的增大,柴油机动力性下降,经济性恶化。当VNT与EGR耦合时,在最大转矩工况,在EGR阀关闭及开度较小时,随着VNT喷嘴环开度的减小,转矩呈现增大的趋势,有效燃油消耗率逐渐降低;而在EGR阀开度较大及全开时,随着VNT喷嘴环开度的减小,转矩降低,油耗升高。在标定功率工况,无论EGR阀置于何种开度,随着VNT喷嘴环开度的减小,转矩均增大,油耗均降低。随着大气压力的升高,NOx比排放升高,烟度降低。当VNT与EGR耦合时,在不同的运行工况下,NOx比排放与烟度表现出不同的变化趋势。欲获得良好的整机性能,针对不同的运行工况,需要合理匹配VNT喷嘴环开度与EGR阀开度。     

变工况下跨临界二氧化碳空气源热泵系统性能的实验研究

以跨临界二氧化碳空气源热泵系统为研究对象,研究了电子膨胀阀开度、压缩机频率对系统COP以及制热量的影响,并提出更高效的热泵运行方案。实验结果表明:在不同的阀开度下,系统COP均出现先上升后下降的趋势,随着加热过程进行,阀开度越大COP下降的幅度越大;压缩机频率的提升会使系统最大COP下降;系统在75 Hz下加热水箱温度至38 ℃后,将系统频率调节至85 Hz可以使系统在保持高COP运行的同时减少加热时长,加热速率提升约18%。     

冷却塔节能控制系统的设计与应用

针对数据中心空调冷水系统在不同运行模式下对冷却塔出水温度的不同要求,设计基于PLC和变频的冷却塔监控系统;对冷却塔在不同工况下的控制程序进行优化,通过调节冷却水循环水流率、风机运行速率和数量、旁通阀开度,实现对冷却塔出水温度的精确调节,满足空调负荷的前提下降低系统能耗。     

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。     

夏季工况条件下空调/冷柜一体机性能实验研究

空调冷柜一体机系统是通过中间冷却器将空调与冷柜耦合,可以将空调系统中的部分制冷剂节流至中间冷却器对冷柜系统中的制冷剂进行过冷以提升其系统性能。实验研究了夏季工况条件下冷柜温度、室外环境温度及质量流量比对一体机系统制冷量及COP的影响。实验结果表明:在夏季工况条件下,冷柜系统的制冷量和COP随质量流量比的增大而增大,但质量流量比大于12%后其增速放缓;空调系统制冷量随质量流量比的增大而减小,而其COP随质量流量比的增大而略有增大。综合分析认为夏季工况条件下,质量流量比控制在8%～12%时可以提高空调及冷柜系统COP,同时空调器制冷量衰减也较小。     

某型核电汽轮机高压主汽调节阀组稳定性研究

研究某ARABELLE型百万千瓦级核电汽轮机高压主汽调节阀组的稳定性,提出优化运行措施。以某ARABELLE型核电汽轮机为研究对象,根据高压主汽调节阀组的配汽方式和布置特点分析其运行特性;建立阀组振动测试系统,测试高压调节阀在不同开度下阀杆的振动情况,研究阀组的稳定性。结果表明:高压调节阀开度在约2.9%时,阀杆存在共振现象;随着阀门开度增加,阀杆振动幅值略有升高,但基本保持稳定,振动以流体高频湍流诱发振动为主,激振力频率集中在0～5000Hz频段;满功率下阀组内部蒸汽流速符合行业标准,具有良好的气动性能和整体稳定性。但该型核电汽轮机在夏季满功率工况时容易进入高压调节阀流量特性曲线的陡峭区域,存在阀位抖动、高压进油管油压脉动和进油管爆裂等缺陷,采取适当提高功率设定值的运行方式等,有助于维持阀门开度稳定和机组安全运行。