CO2跨临界循环膨胀压缩机的研究综述

CO2是最有潜力的自然工质之一。综述了国内、外CO2膨胀压缩机的研究现状,在分析现有膨胀压缩机的技术特点的基础上,指出机械强度、摩擦和泄漏,润滑油的选择及其动态特性是CO2膨胀压缩机研究中存在的关键问题。在CO2膨胀压缩机的研究中,应该充分考虑CO2跨临界循环膨胀做功的特点,尽量减少其摩擦、泄漏及余隙容积损失,设计更为合理的进出口控制,促使CO2膨胀机的效率得到进一步提高。     

跨临界CO2循环中回热器研究进展概述

由于臭氧层破坏和全球变暖等原因,CO_2作为新型制冷工质在跨临界CO_2循环中被广泛推广和应用。在循环中加入回热器可大幅度提升系统性能,本文针对跨临界CO_2循环中的回热器应用,从带回热器的跨临界CO_2系统性能、回热器结构、回热器在系统循环中的位置、回热器效率以及回热器入口制冷剂温度等几个方面对系统性能的具体影响进行深入探讨,介绍了国内外研究进展,对回热器的应用加以分析和展望。     

CO2跨临界循环与传统制冷循环的性能比较

为了对比CO_2与常规工质在单级压缩制冷循环中的性能,运用当量温度法理论对两者进行了分析。分别比较了当量蒸发温度为0℃或当量冷凝温度为40℃时,CO_2与常规工质在单级压缩制冷循环中的COP和制冷量、制热量随当量冷凝温度和当量蒸发温度的变化情况;计算了不同吸气过热度下回热循环与基本循环的制冷系数的比值。结果显示,基本的单级CO_2跨临界循环的性能和制冷量、制热量低于常规制冷循环;在添加回热器后,CO_2跨临界循环系统的性能得到了很大的提高。     

CO2跨临界循环热力学对比分析

对带回热器和带膨胀机的CO2跨临界循环过程应用热力学进行了对比分析。结果表明，带回热器的CO2跨临界循环过程虽然也能够在一定程度上提高系统效率，但只要膨胀机的效率达到一定值，带膨胀机循环的系统性能将优于带回热器循环的系统性能。     

CO2跨临界循环中膨胀过程的亚稳态特性研究

介绍了采用膨胀机的CO2跨临界循环的系统流程及典型工况，详细分析了膨胀中经历的亚稳态过程的成因和机理，指出了气化滞后对系统的危害，并对相变膨胀过程中的成核现象进行了热力学分析，在此基础上，结合CO2超临界膨胀过程的特点，阐明了气液相变介质中声速的确定方法，认为CO2超临界膨胀过程可近似按照经典热力学的准静态理论进行分析，并指出结论的理论依据。     

带透平膨胀机的跨临界CO2制冷循环热力性能研究

为提高跨临界CO2制冷循环的性能,提出了冲动式透平膨胀机(ITE)改进方案,该方案可以在回收膨胀功的同时实现双级压缩,对相应的制冷循环进行了热力学性能研究,获得了该循环最佳高压压力、最佳中间压力以及COP的变化规律.结果表明:当蒸发温度从-10℃变化到15℃,气体冷却器出口温度从30℃变化到50℃时,改进ITE制冷循环...     

CO2跨临界循环优化配置热力学分析

对7种CO2跨临界循环的性能进行了对比分析,结果表明,当膨胀机的效率达到60％时,TCDH循环的效率最高,是一种有发展前途的循环方式。对TCDH循环进行了结构配置优化分析,并与存在最佳高压压力时的循环进行了性能比较。可以发现,优化配置循环的COP低于最佳高压压力循环时的COP,当膨胀机的效率达到80％左右时,两者的COP才能够基本相当。所以在优化整个系统的结构设计时,应该权衡考虑各方面因素的影响。     

CO2跨临界膨胀机循环最佳高压压力计算

CO2跨临界制冷循环存在最佳高压压力,对应着最大COP。但是,膨胀机循环的最佳高压压力与节流阀循环的最佳高压压力不同。CO2膨胀机循环的最佳高压压力主要受压缩机效率、膨胀机效率、气体冷却器出口温度以及蒸发温度等参数的影响。当压缩机和膨胀机的效率一定时,CO2节流阀循环的最佳高压压力比膨胀机循环的高。为了计算方便,对膨胀机循环的最佳高压压力进行了计算和数据回归,并给出了计算关联式。     

一种新型商用CO_2跨临界循环压缩机开发与研究

介绍了一种新型商用跨临界CO2循环压缩机,并对此压缩机的关键部件,如壳体和连杆的设计及其应力分布进行分析,同时对压缩机内的油路进行设计,保证压缩机内油压平衡.在自行设计的跨临界CO2压缩机性能测试试验台对跨临界CO2压缩机及其热泵系统进行了系列实验研究,根据实验数据拟合出压缩机的等熵效率和容积效率公式.研究结果表明,在吸气压力为4.0 MPa,气冷器排气温度为25℃工况时,压缩机制热量在58～65 kW之间,制冷量在49～52 kW之间.跨临界CO2热泵系统在按照"一次加热"方式进行实验时,名义工况下出水温度分别为55℃和85℃时,热泵系统制热系数COPh分别为3.46和2.82.系统性能系数随着气体冷却器出水温度的升高而降低,但却随着蒸发器进水温度的升高而升高.冷却水进水温度越高,热泵系统效率越低,因此热泵热水器系统更适于"一次加热"供水系统.     

跨临界CO2循环中过冷强化技术的发展综述

近年来,由于良好的环境效益和高温出水能力,跨临界CO2循环在制冷热泵领域得到了广泛应用.但较高的回水温度会限制系统的整体性能,因此有必要进行技术改善,提升跨临界CO2循环系统性能.其中,在气体冷却器出口对工质进行过冷就是一种良好的办法.过冷的形式包含多种,如添加回热器、经济器、闪蒸罐及双系统过冷等,其中双系统又分成热电...     

CO2摆动活塞式膨胀机进气控制阀的设计与分析

对用于回收膨胀功的CO2膨胀机的进气控制阀进行了研究。在对电磁控制阀和普通凸轮一阀杆两种控制机构的特点进行分析的基础上，自行设计了一种通过膨胀机空心偏心轮轴进气的新型进气控制机构。针对现有CO2跨临界循环实验台的运行工况，对新型进气控制机构的关键参数——偏心轮轴的凹槽圆心角及进排气角进行了计算，并对偏心轮轴的材质要求做了初步分析。     

房间空调与供热水耦合的CO2跨临界循环系统

房间空调与供热水耦合的CO2跨临界循环系统，充分利用CO2作为自然工质的独特性能，利用气体冷却器放出的热量提供所需生活热水。该系统结构紧凑，而且能够满足制冷、制冷 热水、热水、制热、制热 热水五种工况需求：通过对其进行技术可行性、全年能耗和综合性能系数进行分析，结果表明房间空调 热水的CO2耦合系统在能源利用、环境安全和经济运行等方面都具有优势和潜力。     

空调制冷CO2膨胀机研究分析

根据现有气体膨胀机和压缩机的技术以及对目前空调制冷CO2膨胀机研制状况的分析。比较了几种不同形式的膨胀机，给出CO2膨胀机研制过程中的难点。指出研究CO2膨胀机的关键在于耐压和泄漏的解决。     

制冷空调用CO2摆动活塞膨胀压缩机的设计与参数计算

CO2是制冷空调业中最有潜力的自然工质之一.为减小CO2跨临界循环系统节流部分的膨胀功损失,应该采用膨胀压缩机代替节流阀回收部分膨胀功并直接用于压缩工质,从而克服其系统运行效率较低的缺点.在综述国内、外CO2膨胀压缩机的研究现状,分析现有膨胀压缩机的技术特点的基础上,设计了膨胀腔活塞与压缩腔活塞同轴联接的摆动活塞式膨胀压缩机,并根据某一设计工况进行了具体的参数计算,对所得到的计算结果进行了一定的可行性分析.     

CO2涡旋压缩机泄漏分析

分析了CO2涡旋压缩机的泄漏形式,并建立了泄漏间隙和泄漏量的模型。计算结果表明,CO2涡旋压缩机排气压力和蒸发温度对泄漏量的影响较大,吸气过热度对泄漏量的影响很小。     

跨临界二氧化碳汽车空调用润滑油的研究进展

介绍了PAG、POE、PVE、PAO和AB等几类合成润滑油的特点,在实验数据的基础上分析比较了它们在CO2制冷系统中的可溶性、润滑性、稳定性、使用寿命、互溶性,在换热器和吸气管道中的滞留及对系统性能的影响,结果表明PAG类润滑油的综合性能较好。     

CO2摆动转子膨胀机的设计分析与性能测试

通过对CO2跨临界循环的运行工况分析，设计了摆动转子式膨胀机。指出控制摩擦损失、泄漏损失和余隙容积损失是提高膨胀机效率的关键。经过CO2跨临界循环水-水热泵膨胀机回收功率测试实验台的运行实验，测定了CO2摆动转子式膨胀机的性能，并对试验结果进行了分析。