小型混合工质循环气体液化系统实验及优化

小型混合工质循环(MRC)气体液化流程以其机组设备简单、流程清晰、液化效率高等特点,备受国内外工程设计和研究的关注.SYSU-BP中心设计建立了一个常规压缩机驱动混合工质循环的小型气体液化装置,成功进行了多次低温实验,最低制冷温度在稳定工况下达到-182℃以下,并制得液化空气.依据实验数据,对系统的降温特性进行了分析,并在已有实验参数基础上,以实际运行条件为约束,系统最大COP为目标函数,利用模拟程序计算,对混合工质组分的配比进行了优化分析,并最终获得了混合工质的主要组分变化范围及优化组分.     

混合工质在脉管制冷机中的可能应用

提出了采用合适的混合工质代替纯质氦以提高脉管制冷机在８０Ｋ温区制冷量的新构思。概述了国外在制冷循环，天然气液化及Ｊ－Ｔ节流制冷中应用混合制冷剂从而提高了系统热力学效率的研究成果，及国内对混合物低温制冷物质的研究进展情况，进一步论证了混合工质应用于脉管制冷机的可行性。     

采用二元混合工质的脉管制冷机实验研究

首次在８０Ｋ温区脉管制冷机中采用混合工质进行了实验研究,实验结果表明,在其它运行参数不变的情况下,在氦氢二元混合工质中,当氢的摩尔浓度为２０％时,可获得比纯质氦高的制冷量。     

带能量回收分离器的混合工质气体液化系统实验

针对油润滑压缩机驱动的制冷循环低温工况时润滑油油堵问题,设计了一种兼有气液分离和能量回收功能的分离器,建立了相应的低温气体液化系统实验台,并对分离器的效果、系统整体的热力性能等进行了实验研究。实验结果表明,该分离器在实现混合工质气液高效分离的同时还能回收一定冷量;系统整体降温快速平稳,并可稳定生产液化空气,系统效率为8.85%。     

二元混合工质脉管制冷特性研究

从制冷工质角度，在理论上分析了采用混合工质代替纯质氦以提高脉管制冷机在８０Ｋ温区制冷性能的可能性。初步的分析得到了两组二元混合工质对，一组在８０Ｋ温区附近依旧保持气态，如氦－氖，氦，－氢，氢－氖，另一组在８０Ｋ温区附近处于气液两相，如氦－氮，氢－氮，氖－氮，其中，氮气的摩尔组分小于１０Ｔ。     

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...     

预冷式混合工质循环天然气液化系统实验及组分影响分析

针对中国边远离散小天然气田、油井残气、沼气等多种气源的特点,研究开发一种小型预冷式混合工质低温循环天然气液化装置,进行实验测试并分析调整混合工质组分对低温循环特性的影响.该设备以全封闭式压缩机等常规制冷器件为主,预冷采用小型常规水冷冷凝机组,系统简单,投资少,易于在各种场合灵活采用.实验测试结果表明该装置可成功制取了-186.6℃的低温,且运行稳定.通过对混合制冷工质的组分和预冷级温度的分析,揭示不同组分对整个液化系统效率的影响.     

混合工质低温制冷系统的优化控制方案

混合工质低温制冷系统存在能效比较低,压缩机排气温度及压力较高的问题。为提高低温制冷系统的降温性能,保证其安全可靠运行,通过搭建五元混合工质低温实验台,分析以膨胀储气罐和控制阀联合作用对系统性能的影响。结果表明,该控制方案可提高系统降温速度,优化系统运行组分,同时也可减小压缩机总耗功,控制排气压力及温度在安全范围。     

驻波型热声压缩机驱动脉管的最新结果

热声驱动脉管制冷机中由于完全无运动部件,具有运行稳定、寿命长等优点,经过对先前已经达到138K的热声驱动脉管制冷机进行系统的改进,在国内首次使该类型的制冷机进入低温温区,以氦气为工质获得了119.7K的制冷温度,这一温度已经能够液化一个大气压表压下的天然气（主要成分：甲烷）,显示出该制冷方式广阔的应用前景,此外,研究了混合工质对热声驱动脉管制冷系统性能的影响情况,并获得了117.6K的最低制冷温度。     

120 K温区混合工质采用带预冷的分凝循环林德制冷机的实验研究

提出了利用带预冷的分凝循环林德制冷系统获得了120 K温区的制冷方案。建立了实验装置,进行了不同配比的三元混合工质(R23/R14/R740)的制冷循环的性能实验。实验结果表明:三元混合工质(R23/R14/R740)较好的配比为:0.63:0.28:0.09,在无热负荷时,制冷温度为123 K时,降温时间为3 h。     

Design of non-flammable mixed refrigerant Joule-Thomson refrigerator for precooling stage of high temperature superconducting power cable

A cryogenic Joule-Thomson (JT) refrigerator has many advantages for large industrial applications, including easy cooling power adjustability and high reliability because there are no moving parts at low temperature. In this paper, a single stage and a cascade type of non-flammable (NF) mixed refrigerant (MR) JT refrigerators have been proposed for the precooling process of a neon/nitrogen mixed refrigerant JT refrigerator. The neon/nitrogen MR JT refrigerator is used to maintain a subcooled state of liquid nitrogen coolant for an HTS (high temperature superconductor) cable.Both selected MRs for the 1st stage (low temperature cycle) of the cascade MR JT refrigerator and the single MR JT refrigerator are composed of Nitrogen (N₂), Argon (Ar), Tetrafluoromethane (CF₄, R14) and Octafluoropropane (C₃F₈, R218). R410A is selected as the refrigerant for the 2nd stage (high temperature cycle) of the cascade MR JT refrigerator, of which the cooling temperature is approximately 240 K. A commercial software with Peng-Robinson equation of state (EOS) is utilized to design the non-flammable MR JT refrigerator. The optimal design is discussed with consideration for various parameters such as the temperature staging, the operating pressure of the compressor and the mass flow rate of the working fluid. The maximum coefficient of performance (COP) and Carnot efficiency of the cascade MR JT refrigerator are obtained as 0.216 and 40%, respectively at 105 K. Exergy analysis is also carried out in this paper to reveal the irreversibility of the refrigeration cycle.     

制冷剂充注量对冷藏车用制冷机组性能的影响

为了研究制冷剂充注量对冷藏车用制冷机组性能的影响,在数值模拟得到的制冷剂标准充注量的基础上,试验研究制冷剂充注量对压缩机吸/排气压力、吸/排气温度、蒸发器出口过热度、冷凝器出口过冷度及制冷能力的影响。研究表明,数值模拟方法得到的制冷剂标准充注量适用于实际制冷机组。     

Visualization of the solid–liquid equilibria for non-flammable mixed refrigerants

Non-flammable mixed refrigerant (NF-MR) Joule Thomson (J–T) refrigerators have desirable characteristics and wide cooling temperature range compared to those of pure J–T refrigerators. However, the operating challenge due to freezing is a critical issue to realize this type of refrigerator. In this paper, the solid–liquid phase equilibria (i.e. freezing point) of the NF-MR which is composed of Argon (Ar), R14 (CF₄), and R218 (C₃F₈), has been experimentally investigated by a visualized apparatus. The accuracy of the apparatus is experimentally verified with pure refrigerants and selected binary mixed refrigerants. Freezing points of the ternary NF-MRs have been measured with the molar compositions from 0.1 to 0.8 for each component. Each test result is simultaneously acquired by a camcorder for visual inspection and temperature measurement during a warming process. Experimental results reveal that the specific MR, with R14 molar composition higher than 0.4, can achieve remarkably low freezing temperature even below 77 K. These unusual freezing point depression characteristics of the MR can be a useful information for designing a cryogenic MR J–T refrigerator to reach temperatures less than 77 K.     

R32在家用空调器中的应用研究

对比R32与R410A的基本物性和热力循环性能,并在同一台家用定频热泵空调器上进行性能测试。相对于R410A,在给定工况下,R32的理论循环制冷量最大可提高15％,能效比最大提高6％,容积制冷量和容积制热量增加7％～8．9％。性能测试结果表明,R32系统的制冷剂充注量比R410A系统的减少24％,额定制冷能力和能效比比R410A系统分别提高8％和3．3％,额定制热能力和性能系数也高于R410A系统。理论热力循环分析及性能测试结果均表明,R32制冷性能相对R410A有较大幅度的提高,制热性能比R410A略高或相当,但R32系统的排气温度较高,比R410A系统高出11．5～25．7℃,恶劣工况下排气温度甚至能达到114．9℃。     

基于Boosting的多联机制冷剂充注量故障诊断集成模型

多联机空调系统被广泛用于各种公共建筑物,一旦发生故障会导致舒适性降低,能耗增加。制冷剂充注水平是影响空调系统高效运行的重要参数。本文提出一种基于Boosting集成算法的故障诊断模型,以制冷剂充注量故障为研究对象,将逻辑回归、决策树、随机森林、支持向量机和BP神经网络等5个基分类器集成,使用卡方检验进行特征选择,并使用制冷、制热模式的实验数据建立诊断模型。结果表明:基于Boosting的集成模型能高效检测多联机制冷剂充注量的故障,准确率高达96. 8%,相比于传统故障检测方法,大幅提高了诊断模型的响应速度、准确度和实用性。     

自动复叠系统中非共沸混合制冷剂的组分分离

自动复叠系统利用单压缩机多元混合制冷剂来制取低于-60℃的低温。在循环过程中,混合制冷剂分离的好坏直接影响到系统的各部分性能。如何更好地分离各制冷剂组分成为一个重要的课题。本文综述自动复叠系统中选择非共沸混合制冷剂时需要考虑的问题,并讲述几种非共沸混合制冷剂组分分离的方式,提出分离程度与制冷量之间的关系。     

一种精馏型油分离器的实验研究

精馏是利用气液混合物中各组分挥发度的差异进行分离.本文研制的精馏型油分离器结合了传统油分离器的分离原理和精馏原理,以塔内恒定压力1000 kPa、入口温度62℃、R134a和PAG的质量比为7:3的进料条件用Aspen软件进行模拟,模拟可得通过精馏过程可除去二元混合物中的润滑油.为验证该油分离器的实际可行性,搭建了测试...     

制冷剂充灌量对吸附式制冷管的制冷特性的影响

研究了一种新型制冷管,对制冷剂的充灌量与制冷性能的关系进行了计算与实验研究,两者的结果基本吻合,可为该类型的制冷管制冷性能的优化作参考.     

混合冷媒气液相充注对冷媒成分的影响

R40 7C、R5 0 7A、R40 4A和R410A混合冷媒按气、液相方式进行充注时 ,冷媒容器内的冷媒成分会或多或少地随着冷媒容器移充填率的变化而变化。因此 ,本文建议充注任何混合冷媒时 ,都应该采用液相方式进行充注 ,同时为了将冷媒成分变化控制在 2 %以内 ,R40 7C冷媒容器中最后的 10 %冷媒剩余量不应再进行充注 ,R5 0 7A、R40 4A和R410A冷媒容器中的最后冷媒剩余量可控制在 5 %。     

浸渍冷冻用多元载冷剂的凝固点实验研究

通过实验手段测试了乙醇、氯化钠、水构成的多元载冷剂的凝固点温度,分析了各组分彼此间的影响以及葡萄糖、蛋白质作为添加剂对混合溶液凝固点的影响。通过实验得到了适合不同温度区间使用的载冷剂质量浓度组成:-20℃以上区域:乙醇5%~15%,氯化钠5%~20%;-20℃~-30℃区域:乙醇23%~25%,氯化钠14%~18%;-30℃~-40℃区域:乙醇37%~40%,氯化钠12%~14%;-40℃~-46℃区域:乙醇40%~55%,氯化钠9%~12%。实验结果表明:乙醇溶液加入氯化钠后,溶液的凝固点都有大幅下降;同等浓度的氯化钠溶液,随着乙醇加入的浓度增大,凝固点降低;氯化钠在乙醇水溶液中的溶解的饱和度随着乙醇水溶液质量浓度增加而减小;加入蛋白质可以使溶液凝固点降低1~2℃,葡萄糖对溶液凝固点的影响不明显。