风机变频对空气源热泵热水器系统性能影响的研究

本文建立了以制冷剂R22为工质的空气源热泵热水器性能测试系统,进行了风机变频实验,并对蒸发器建立了仿真模型。通过夏季实验和模拟分析了蒸发器传热系数与迎面风速的关系。研究结果表明:1)蒸发器出口制冷剂过热度和传热系数随着空气流速的增大而增大,直至达到某一定值后趋于稳定,说明并非风速值越大,蒸发器换热性能越好,而且较大的过热度会导致压缩机吸气温度过高,影响压缩机的使用寿命;2)不同环境温度下均存在1个最佳迎面风速使机组系统性能达到最佳,且这个最佳风速随环境温度的上升而降低。环境温度分别为20℃、25℃和30℃时,最佳迎面风速分别为6 m/s、5 m/s和4 m/s。     

R410A与R22在家用空调中的应用比较(1)

R410A不破坏臭氧层,是一种可以长期替代R22的绿色环保制冷剂,现已在家用空调中得到日益广泛的应用。本文分别对R410A与R22的热力性能,对4台具有可比性的R410A与R22空调的系统性能即制冷量和能效比进行比较考察,结果表明R410A具有良好的热传递与流动特性,有利于减少空调换热器尺寸、提高系统运行效率。     

空调常用制冷剂在微通道蒸发器中的性能分析

通过换热器优化软件设计了一款微通道平行流蒸发器模型,利用已验证的传热与压降关联式,在不同的模拟工况下研究分析了R22、R290(propane)、R134a、R410A、R1234yf在蒸发器模型中的传热与流动性能。结果表明:在质量流量一定的条件下,R290的换热量远高于其他制冷剂,是R22的1.63倍,R410A的换热量与R22相差无几,换热量最小的制冷剂为R1234yf;R290的充注量为147 g,仅为R22的72.4%,R134a的充注量最大,达到了221 g;制冷剂侧压降损失最大的R290,压降损失达到了75.4 k Pa。在理论换热量一定、质量流量不定的条件下,换热量最大的制冷剂是R134a,达到了8 500 W;充注量和制冷剂侧压降损失最小的制冷剂为R290,并且其换热量达到了8 230.4 W。     

R32、R22、R410A风冷空调机性能实验研究

针对R32、R22、R410A风冷单元式空调机性能进行了实验研究。研究发现,三种工质中,由于R32单位容积制冷剂制冷量最大,导致R32空调机其机组制冷量最大;同R22和R410A风冷单元式空调机相比,R32机组排气温度最高,但仍在压缩机排气温度使用极限温度之内;相同室内外空气温度下,R32和R410A空调机的冷凝压力基本相同,约为R22空调机组冷凝压力的1.6倍,但本文配置的两器铜管壁厚能够保证系统安全可靠运行;采用相同的换热器配置时,采用R32作为制冷剂的机组COP略低于R410A机组,但基本等于R22机组。     

R410A与R22在家用空调中的应用比较(2)

本文部分（2）利用Bin参数分析法对R410A与R22空调的全年运行耗电进行计算，采用寿命期气候性能（LCCP）指标对R410A与R22的温室效应总体影响进行考查，同时对R410A与R22空调的生产成本进行比较。结果表明R410A空调由于运行效率高，在使用过程中可以显著节约耗电和运行费用，而且随着原材料价格的上涨和R410A压缩机生产能力的扩大，R410A与R22空调具有相近的生产成本；同时，通过减小温室间接效应以及空调的制冷剂充灌量或泄露量，与R22相比，R410A反而还会有利于降低对气候变暖的影响。     

使用R407C冷媒的翅片管冷凝器的计算机模拟

本文针对R22的替代工质R407C,采用稳态分布参数法,对翅片管冷凝器进行了计算机模拟：对制冷剂整个流动方向的温度、饱和温度、干度、换热量、压力、管内换热系数进行了模拟计算并加以分析,并以回路为基本单位,比较了回路之间换热情况的差别,为系统的仿真以及使用R407C的翅片管冷凝器的设计打下基础。     

气-液回热器对制冷系统性能影响的理论方法

制冷循环中往往采用回热器,使压缩机吸气过热和膨胀阀入口液体过冷。本文运用理论制冷循环推导出一种分析吸气过热度对制冷循环性能影响的理论方法,使用该方法只要查到制冷剂的一些物性常数,就可通过一些代数计算式分析使用回热器对制冷循环的影响。并计算出了R12、R22等常用制冷剂及其替代制冷剂在标准工况下吸气过热度对理论制冷循环性能的影响,为工程中正确使用回热器提供指导。     

R32用于喷气增焓热泵热水器中可行性研究

理论分析了R32作为空气源热泵热水器制冷剂的可行性,并设计搭建带有喷气增焓装置的实验系统,分别充注R32和R410A制冷剂进行性能对比测试。实验结果表明:对于本实验系统R410A的最佳充注量为1.4 kg,R32的最佳充注量比R410A减少约25%,且名义工况下R32热泵系统的COP要高出R410A热泵系统约4.2%;低温工况下,采用双级压缩系统的压缩比最高在3左右,有效缓解了常规热泵系统低温工况下压缩比过高的问题;低温工况下,R32热泵系统的COP明显高于R410A热泵系统。     

翅片厚度对平行流蒸发器换热性能的影响

平行流蒸发器是双排扁管布置的换热器,空气侧采用间断型扩展表面的波纹型百叶窗翅片,制冷剂侧采用小水力直径的非圆截面微通道多孔铝制扁管,本文选用适合于该微尺度强化换热结构的传热和压降关联式,对某一四流层布置的平行流蒸发器建立数学模型。并通过模拟计算不同翅片厚度对换热器换热性能的影响,发现在其他条件不变的情况下,制冷剂质量流量、换热量、制冷剂流动阻力和空气侧通风阻力都随翅片厚度的增加而增加,并且换热量,制冷剂流阻和通风阻力的增量百分比与制冷剂流量的增量很相近。     

环保工质R32替代R22理论分析和测试

通过理论热工性能分析,以及从环保及安全的角度,讨论了制冷剂R32替代R22的优势。在相同的环境下以及同一种型号的水冷柜式空调上,对使用R22、R32和R410A的空调机进行了对比实验测试,进一步认证了替代的可行性。同时指出,只要能够通过采取一系列技术措施解决R32的高排气压力、高排气温度和微燃性问题,那么R32就可以作为R22的替代制冷剂。     

膨胀阀与蒸发器之间制冷剂气液两相流可视化实验研究

实验装置是以R410A为制冷剂的小型制冷空调系统,在可以控制温湿度的模拟室内进行实验,应用高速摄像系统对膨胀阀与蒸发器之间的一段水平实验段内的制冷剂进行了动态图像的拍摄。应用MATLAB程序对四种工况下得到的流型图像做灰度拉伸、对比增强和滤波。最后从汽化热和干度两个方面对实验结果进行了分析,说明了不同流动状态出现的原因以及对制冷效果的影响。     

变频空调器制冷系统的计算模拟与实验验证

简要介绍了变频空调器制冷系统中换热器（蒸发器和冷凝器）、毛细管、压缩机、连接管道和储液器等设备的数学模型的建立和耦合求解。根据毛细管节流并带有低压储液器的制冷系统的特点,提出了了制冷剂充灌量和储液器出口过热度相结合,作为系统模拟计算的最终封闭条件。通过对变频空调器不同频率和不同充灌量下的实验研究,验证了所建模型的正确性。     

Performance of a new refrigeration cycle using refrigerant mixture R32/R134a for residential air-conditioner applications

In this paper, a new refrigeration cycle (NRC) using the binary non-azeotropic refrigerant mixture R32/R134a is presented, which can be an alternative refrigeration cycle applied in residential air-conditioner. In the NRC, refrigerant circuit of the evaporator is separated into two branches. Because the non-azeotropic mixture has the characteristic of temperature glide, an important benefit of such configuration is that the Lorentz cycle can be realized. Compared with that of conventional cycle configuration, the new cycle efficiency can be improved. The calculating results show that, in the conventional refrigeration cycle (CRC), the mixture R32/R134a has a close performance to that is obtainable with pure refrigerant R22. However, the mixture R32/R134a in the NRC will result in a better performance. The maximal COP can be improved in a range of 8–9% over that of the CRC, and the volumetric refrigerating capacity can be approximately increased by 9.5%.     

A comparative study in the straight and a spiral adiabatic capillary tube

Numerical studies on straight and spiral capillary tubes are addressed for the CO₂ and R22 refrigerant. A homogenous, one-dimensional steady-state adiabatic flow model is developed using fundamental principles of fluid dynamics and thermodynamics. Churchill and Ju et al. friction factor correlations are employed. Numerical results are validated with the experimental results of Agrawal and Battacharya, Jabaraj et al. and Mittal et al. For similar operating conditions, the mass flow rate and length of the tube are significantly larger in the case of CO₂ refrigerant. A reduction in mass flow rate in the spiral capillary tube is about 22% and 15% compared to the straight capillary tube with CO₂ and R22 refrigerants, respectively.     

A thermodynamic analysis of a transcritical cycle with refrigerant mixture R32/R290 for a small heat pump water heater

In this study, a thermodynamic analysis on the performance of a transcritical cycle using azeotropic refrigerant mixtures of R32/R290 with mass fraction of 70/30 has been performed. The main purpose of this study is to theoretically verify the possibility of applying the chosen refrigerant mixture in small heat pumps for high temperature water heating applications. Performance evaluation has been carried out for a simple azeotropic mixture R32/R290 transcritical cycle by varying evaporator temperature, outlet temperature of gas cooler and compressor discharge pressure. Furthermore, the effects of an internal heat exchanger on the transcritical R32/R290 cycle have been presented at different operating conditions. The results show that high heating coefficient of performance (COP_h) and volumetric heating capacity can be achieved by using this transcritical cycle. It is desirable to apply the chosen refrigerant mixture R32/R290 in small heat pump water heater for high temperature water heating applications, which may produce hot water with temperature up to 90 °C.