板叠式回热器的特征频率

提出回热器特征频率的概念,以热声器件的热动力学理论为基础,建立起热声回热器的分布参数网络模型,以实例分析并用Matlab编程计算回热器不同工质下的特征频率,得出了单一He气和He、Ar混合气体下回热器的特征频率分别为565 rad/s和1 300 rad/s以及回热器的阻抗特性和不同工作压力对回热器阻抗影响的关系图.通过计算分析以便为回热器与系统更好地匹配,以及为回热器热声转换效率的提高提供依据.     

两种回热型NH_3-H_2O-LiBr吸收式制冷机的实验研究

为了提高无回热器氨-水-溴化锂吸收式制冷实验样机的性能,实验首次提出了单回热器型和双回热器型氨-水-溴化锂吸收式制冷机的概念,并对两种实验样机分别进行了实验研究.实验结果表明,对于单回热器系统,溴化锂的加入大大降低了发生过程中的发生压力,对系统的安全性有利.但是由于吸收器和回热器的直接连通,导致回热器温度高于35℃时,随着回热温度的上升,吸收器压力急剧升高,制冷效果恶化.对于双回热器系统,结构的改进有效地解决了单回热器系统存在的问题,很好地实现了回热功能.相比于无回热器氨-水-溴化锂吸收式制冷实验样机,制冷系数得到明显的提高.在氨质量分数为50％,溴化锂质量分数为15％的情况下,系统的性能系数从无回热器的0.276提高到0.457,增幅达65.35％.     

3种跨临界二氧化碳热泵热水器系统的实验研究

研制了跨临界二氧化碳热泵热水器实验台,在一定蒸发温度下,分别对常规系统、带回热器系统及带喷射器和回热器系统这3种跨临界二氧化碳热泵热水器系统在制取不同温度热水时的性能进行了实验研究,分析了制热系数、制热量、压缩机耗功量、压缩机压比等参数随热水出水温度的变化趋势,并分析了回热器、喷射器的工作性能,实验结果表明:和常规系统相比,引入回热器后系统制热系数可以提高约10％,引入喷射器和回热器后系统制热系数可以提高约20％.     

四种跨临界CO2压缩式热泵系统的热力性能研究

CO2是具有很大潜力的天然替代工质之一,CO2跨临界循环放热过程中具有较大温度滑移,与水侧温升过程相匹配,因此适合用于热泵热水器系统。国内外学者提出了许多提高跨临界CO2循环效率的方法,其中包括引入回热器、喷射器等设备,从不同角度对比分析在常规跨临界CO2热泵系统中引入回热器、喷射器后系统的性能变化。本文在前人工作的基础上,建立相关热力学计算模型,并进一步对四种不同形式的跨临界CO2热泵系统（常规跨临界CO2热泵系统（TCHS）、带回热器的跨临界CO2热泵系统（TCHSI）、带喷射器的跨临界CO2热泵系统（TCHSE）及带喷射器与回热器的跨临界CO2热泵系统（TCHSEI））的性能进行研究,对比分析排气压力一定的情况下四种循环的热力性能;从最优排气压力的角度出发,分析对比不同系统中气冷器出口温度变化对系统最优排气压力和制热系数的影响,以及喷射器等熵效率对系统性能的影响。以上研究为CO2压缩式热泵系统的实用化进展奠定良好的理论基础。     

回热器对单级蒸气压缩式制冷系统性能的影响

结合当前最新制冷剂替代政策,以单级蒸气压缩式制冷系统为研究对象,对自然工质(R744、R717、R290、R1270、R600a)、HFCs类过渡工质(R410A、R404A、R32、R152a、R161、R134a)和新型烯烃类制冷剂HFOs(R1234yf、R1234ze)经回热器后对制冷系统性能的影响进行分析。结果显示:回热器对系统COP的提升效果与制冷剂物性、运行工况和回热器效率有关;R717和R32在使用回热器后系统COP降低,当回热器效率为80%时,与回热器效率为30%相比系统COP分别降低了3.90%和2.27%;R161、R152a和R410A受回热器的影响很小;对于其他制冷剂,在使用回热器后,系统COP随蒸发温度和回热器效率的升高均有一定幅度提升,其中R1234yf、R1234ze、R600a和R404A变化最大。当回热器效率为80%的时,与回热器效率为30%相比系统COP分别升高了5.99%、3.94%、4.41%和5.05%。分析结果与相关评估标准较为接近,为现阶段带回热器的蒸气压缩式制冷系统制冷剂的选择提供参考。     

R744/R600及R744/R600a混合工质热泵循环性能研究

基于换热器中的传热窄点温差的限制,对R744/R600及R744/R600a在所研究的工况范围内分别替代传统制冷剂R22的亚临界热泵循环特性分别进行了计算分析.结果表明:R744/R600和R744/R600a具有不同的最优配比,可以使得制热性能系数(COPh)最大;R744/R600及R744/R600a在最优配比下的COPh分别比R22系统增大11.98％和8.24％,分别比纯质R600和R600a大36.43％和36.24％,比跨临界循环R744系统增加7.07％和4.71％.在最优配比下,R744/R600和R744/R600a的冷凝压力低于R22,分别为0.84MPa和1.18MPa;压缩机排气温度也低于R22,在90℃以下.     

回热器参数对热声发动机性能影响的理论及实验研究

针对本实验室的行波热声发动机系统,研究了回热器对系统的重要作用.利用建立在线性热声理论基础上的模块化程序预测了不同回热器下系统的工作性能,并结合实验进一步分析比较了不同回热器对系统性能的影响.实验结果表明,低目数丝网填充的回热器更容易使系统起振,同时,起振温度随着工作压力的增加而降低;相同的输入功率和充气压力下,压比和加热块温度都随着目数的增大而升高;相同输入功率和目数下,压比和加热块温度随充气压力的增大而降低;丝网目数对系统频率的影响很小.     

热声系统中的回热器声学特性的理论及实验研究

设计并建造了一台声驱动的热声装置,用于研究回热器的声学特性.从理论上利用相关谱分析方法(包括自相关谱与互相关谱),得到热声系统中回热器的声反射系数,复声阻抗,传播损失和回热器处的入射波与反射波相位差.并通过实验测得的压力信号分析回热器的声学特性.分析比较换热器及不同加热功率的情况下,对回热器声学特性的影响,结论有利于进一步辨识回热器模型中的未知参数.     

二级回热低温空气制冷系统性能实验研究

在低温空气循环制冷系统中增加二级回热器及水分离器,除去涡轮进口空气中的水分,以提高系统效率和可靠性。在不同的工况条件下,对3种回热流程的空气制冷系统性能进行实验研究,结果表明,压气机进口压力的升高,增大了涡轮膨胀比,降低了涡轮出口温度,提高了系统制冷量和制冷系数;在系统中增加回热器及相应的水分离器,可显著提高系统的制冷效率和除水性能,且二级回热流程的系统性能最优,与无回热流程相比,系统制冷量和制冷系数分别增加了47%和41%,涡轮进口含湿量下降了约36%;不同的制冷温度下,系统制冷系数较低。     

以R32为工质的准二级压缩热泵系统实验研究

为研究以R32为工质的准二级压缩热泵系统的循环性能,搭建了以R32为工质的热泵实验系统并进行相关研究.研究结果表明,在冷凝温度40℃,蒸发温度在-10～-5℃时,用R32的准二级压缩热泵系统与采用相同工质的单级系统相比,排气温度降低10～20℃,并能控制在130℃以内,保证了机组的安全运行;制热量提高了12％,制热COPh随中间补气压力的不同而高于或低于单级压缩系统,相对补气压力的适宜值范围为0.9～1.1.     

基于REGEN的100 mm长回热器脉管制冷机优化设计与实验研究

根据已有研究,回热器长度100 mm的脉管制冷机在温度低于60 K时的性能较好。将一台已有的65 mm长回热器单级同轴型脉管制冷机改造为100 mm长回热器单机同轴型脉管制冷机,分析回热器长度对脉管制冷机性能的影响。基于REGEN软件对脉管制冷机回热器进行优化设计,通过改变回热器填料、压比、冷端相位角和充气压力,研究其对回热器性能的影响。在实验中进一步探索研究输入功、频率等对制冷机的最低制冷温度和比卡诺效率的影响。实验结果表明,在充气压力2 MPa,运行频率51 Hz,输入功809 W,制冷量60 W时,冷头温度109 K,制冷机的相对卡诺效率达到12.9%。     

小型斯特林制冷机回热器热损分析

对斯特林制冷机回热器的各项热损失进行分析研究,表明回热器的尺寸以及填料的选取对于小型斯特林制冷机的性能影响较大.对于给定尺寸各个参数以及循环参数的回热器,要想获得最大净制冷量,存在一个最佳当量直径.当当量直径的取值小于最佳值时,回热器的性能主要由压降损失决定;当取值大于该值时,系统性能主要由回热损失决定.     

热声回热器频谱特性的研究--网络类比法的应用

采用网络类比法对回热器热声效应机理进行描述，并建立起网络类比数学模型，采用该模型对回热器不同填料的频谱特性进行了分析和比较。为回热器填料的选择以及回热器与热机系统频率的匹配提供理论依据。     

我国热泵热水机能效标准的研究

介绍热泵热水机国内外如美国、日本相关能效标准。对国内55家热泵热水机企业460多个型号的样本数据进行调研。对热泵热水机名义工况下COPh与制热量间的关系进行统计并分析,结果显示:空气源普通型热泵热水机最低COPh值为2.93;水源热泵热水机最低COPh值为3.55。线性回归分析发现热泵热水机COPh值与制热量的线性关系不明显,故建议制定热泵热水机的能效等级可不考虑制热量对COPh值大小的影响。本文建议热泵热水机能效等级标准采纳三级能效等级:其中3级表示入门级,2级表示节能级,1级表示最高级。本文根据理论分析和数据统计给出空气源热泵热水机(含普通型和低温型)及水源热泵热水机这3级能效标准的建议值,例如普通型空气源热泵热水机的COPh从3级、2级到1级分别3.7,4.0和4.3,可供标准制定时参考。     

基于夹点技术的修正布雷顿循环优化分析

为提高修正布雷顿循环氦液化系统的液化率及效率,基于夹点技术的优化方法对该系统进行优化分析。通过建立夹点技术的T-H组合曲线图分析系统的夹点所在、利用Fortran模拟计算来定性、定量地分析系统的主要性能指标,如系统压缩机出口压力、膨胀机中间压力等与系统的液化率及效率之间的关系。发现当膨胀机中间压力为600—800 MPa时,系统的液化率和效率最高。     

基于REGEN软件的百赫兹脉冲管制冷机回热器设计方法研究

基于REGEN3.3软件开展了百赫兹脉冲管制冷机回热器冷端相位特性、运行参数和结构尺寸之间耦合关系及其对回热器最优效率影响的系统研究,结果表明:运行参数、冷端相位角与回热器最优的结构尺寸值弱相关,冷端压比与回热器最优的结构尺寸值强相关;冷端相位特性与回热器最优效率值强相关;在较优的结构尺寸下,充气压力对于效率的影响较小,频率相对较低时,回热器效率更高。最后基于研究结果总结了综合考虑调相结构调相能力的百赫兹脉冲管制冷机回热器设计方法。     

热声回热器自激振荡特性的研究

从热动力学理论出发,定量地证明回热器的自激振荡特性为负阻尼振荡。回热器是热机系统的热声源,从外热源吸收热能补偿热机系统的能量耗散,维持系统的热声振荡。对不同的回热器填料进行比较,为回热器的填料选择提供了理论依据。     

热声回热器的频率特性研究

引入传输损耗的概念,采用集总参数和分布参数两种方法,分析了热声热机中连续结构回热器的频率特性,两者的计算结果十分接近。同时,考虑集肤效应的影响,研究了不同出口条件下回热器的传输损耗特性,结果表明,出口条件的变化不会对回热器的固有频率产生影响,进一步证明了频率特性是回热器的固有属性。这种理论计算的方法为实验法测量回热器的频率特性提供了一定的依据。     

水冷式跨临界CO2商用热泵热水器实验研究

介绍了一种以水为冷却介质的带同热器的跨临界CO2商用热泵热水器实验系统.根据实验数据拟合了压缩机的等熵效率和容积效率公式,并依据相应的国家标准对实验系统进行了"一次加热"方式和"循环加热"方式多个工况的循环性能实验研究.实验结果表明,按照"循环加热"制取热水时,在出水温度为55℃和65℃,系统平均制热COPh值分别达2.14到和2.08;按照"一次加热"方式制取热水时,名义工况下出水温度85℃时制热COPh值为2.82,最大负荷工况下出水温度65℃时制热COPh值为3.68.冷却水进水温度越高,系统效率越低,因此热泵热水器系统更适合于"一次加热"供水系统.     

跨临界CO_2制冷系统性能分析

介绍几种典型的跨临界CO_2制冷系统并建立数学模型,基于这些模型,对比各系统的COP,并可能影响COP的因素,包括气体冷却器压力、储液器压力、回热器,并行压缩机以及喷射器。结果表明,在给定工况下,普通跨临界CO_2制冷系统的COP为2.72,增加回热器后COP提高2.6%,并行压缩CO_2制冷系统的COP提高16.5%,带喷射器的跨临界CO_2制冷系统的COP提高25.7%。在并行压缩系统中,通过储液器压力优化可以降低8%的压缩机功耗,喷射器可以降低最优储液器压力1 MPa左右。