自然工质复叠式制冷热泵系统的性能分析

介绍了以自然工质CO2为高温循环工质,R290为低温循环工质,同时制冷和供热的CO2/R290复叠式制冷热泵系统,通过对CO2/R290复叠式制冷热泵系统的性能分析,得到了气体冷却器的入口压力和出口温度,复叠式循环的蒸发温度,低温循环的冷凝温度对复叠式制冷热泵系统性能的影响,为今后的CO2/R290复叠式制冷热泵系统的优化设计和开发应用打下了一定的基础。     

自然工质低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较

介绍了用于低温环境下采用自然工质CO2、NH3和R2903的复叠式制冷循环，介绍和分析了CO2、R290和NH3的物性特征，并且进行了复叠式制冷循环的热力学理论分析，通过计算得出了不同蒸发温度下的最佳低温循环的冷凝温度和最流量比。通过CO2－NH3，CO2－R290和NH3－NH3复叠式循环的比较，可以看出CO2－NH3、CO2－R290的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有明显优势。     

自然工质超市制冷系统的分析与比较

介绍使用自然工质R290和CO2的复叠式超市制冷系统,通过与R22和R404A超市制冷系统的分析比较,看出R290／CO2超市制冷系统较R22R404A超市制冷系统有明显的优势,不仅节约能源,而且保护环境。     

CO2跨临界循环与传统制冷循环的热力学分析

以热力学第二定律和卡诺定理为基础，提出了一种新的热力学分析方法-当量温度法，并以此为基准对各种制冷循环进行了分析。与传统分析方法相比，当量温度法可以得出更加公正、合理的结论。     

跨临界制冷循环的适用条件及在CO2制冷系统中的应用研究

在热力学第一、第二定律的基础上研究了跨临界制冷循环若干适用条件。详细分析了跨临界制冷循环对环境温度、制冷压力和温度、回热温差的要求，得出了启动危机、最小制冷高低压差等概念，将这些成果用于CO2制冷剂的分析。获得了相应的数据。可供研究CO2跨临界制冷系统应用。     

商超用NH3/CO2复叠双温制冷系统研究

建立商超用NH₃/CO₂复叠双温制冷系统的热力学模型,拟合压缩机的等熵效率,并对系统运行参数进行计算分析。将某工况下的模拟计算结果与试验测试数据进行对比,验证系统模型的合理性。结果显示：不同中低温蒸发温度对制冷系统性能均具有影响,且系统制冷系数(COP)随中温蒸发温度的升高呈现先增大后减少的趋势。工况一定时,高温冷凝温度越低,系统COP越高;蒸发冷凝器的传热温差越大,高低温级间制冷剂流量比越小,则系统COP越低;提升NH₃的冷凝过冷度,降低其蒸发过热度,均对提升系统COP具有积极作用。研究结果对NH3/CO₂复叠双温制冷系统的理论研究与技术发展具有较好的指导意义。     

基于CO_2跨临界循环的冷热电联供系统热力学分析

基于低品位能源利用冷热电联供技术,以常规燃煤电厂排出温度为150℃的烟气为余热利用对象,提出了CO2跨临界循环冷热电联供系统模型,分析了膨胀机入口压力和温度等参数对系统性能的影响.结果表明:压缩机入口过热度对系统性能系数、经济性能系数的影响很小;系统性能系数随着高压膨胀机入口压力、低压膨胀机入口温度和膨胀机效率的升高而增大,随着高压膨胀机入口温度、低压膨胀机入口压力和制冷蒸发温度的升高而减小;系统总不可逆损失随着高压膨胀机入口压力的升高存在最小值.     

CO2跨临界冷热联供循环性能分析

以CO2跨临界循环冷热联供系统为研究对象,通过理论计算分析了传热窄点温差约束下系统供热温度、供冷温度、制热系数（COPh）和制冷系数（COPc）随压缩机排气压强、气体冷却器出口工质温度和蒸发温度的变化规律。结果表明：供热温度随压缩机排气压强和气体冷却器出口工质温度的提高而升高,随蒸发温度的提高而降低;供冷温度只随蒸发温度变化;COPh和COPc随气体冷却器出口工质温度的提高而减小,随蒸发温度的提高而增大;当气体冷却器出口工质温度为30~40 ℃时,随压缩机排气压强的增大,COP减小,当气体冷却器出口工质温度为45 ℃时,COP先增大后减小;在考察工况下,当蒸发温度为-25 ℃、气体冷却器出口温度为45 ℃时,循环系统在压缩机排气压强为14 MPa可以达到最大供热温度120.65 ℃、最低供冷温度-15 ℃,此时系统COP为2.94。     

CO2为低温循环工质的复叠式制冷系统的分析比较

通过对NH3/CO2、R290/CO2和R404A/CO2三种复叠式制冷系统的COP、最优低温循环冷凝温度和最佳质量流量比等进行理论分析及性能比较,得出在一定的蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发器传热温差下,三种复叠式制冷系统的COP都随着低温循环冷凝温度的升高呈现出先增大后减少的趋势,其中NH3/CO2复叠式制冷系统的COP最大;三种复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度和最佳质量流量比都随着蒸发温度的升高而升高,其中R404A/CO2复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度最高,NH3/CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比最大。     

跨临界-亚临界复叠式有机朗肯循环性能分析

热源温度高于473.15 K时,复叠式有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)可避免高温下工质热分解、膨胀比过大等缺点,相对单级ORC更具优势.跨临界循环相较常规亚临界具有更高的吸热压力及更好的热源匹配性,其与复叠式ORC耦合有望获得更优的热力性能.因此,构建了跨临界-亚临界复叠式ORC(TS...     

Incorporation of an organic Rankine cycle in a transcritical booster CO2 refrigeration system

The objective of this work is the investigation of an alternative refrigeration system, which combines a supermarket CO₂ booster system with an organic Rankine cycle. The waste heat after the high-pressure compressor is used in order to feed the organic Rankine cycle for electricity production. The working fluid in the organic Rankine cycle is selected to be the octamethyltrisiloxane (MDM), which has a low global warming potential, and so all the used working fluids in the system are environmentally friendly. The system is studied in the transcritical region for ambient temperatures from 27°C to 40°C. In every case, the system is optimized in order to minimize the overall electricity demand. According to the final results, the system coefficient of performance (COP) can be enhanced from 4.83% to 7.60%, while the electricity consumption can be reduced from 4.60% to 7.03% compared with the conventional booster system. Higher enhancements are found in cases with higher ambient temperatures. Furthermore, a preliminary financial study indicates that the examined idea is viable with the simple payback period to be 5.45 years. The present study is conducted by using a homemade model written in Engineering Equation Solver.     

Thermodynamic performance evaluation of the CO2 parallel compression supermarket refrigeration system with a subcooler

Commercial refrigeration systems in supermarkets are intensive users of energy and CO₂ is recognized as the most promising refrigerant such systems. The CO₂ parallel compression system has been considered in medium- and low-temperature supermarket refrigeration systems, with auxiliary compressors to enhance system performance. This study is intended to investigate the effects of adding a subcooler in a CO₂ trans-critical supermarket refrigeration system with parallel compression (SPR system). Mathematical models based on mass and energy conservation are built. Optimization is performed for the gas cooler pressure and the receiver pressure for maximizing the coefficient of performance (COP). The performance of the parallel compression system with a subcooler is analyzed and compared to a baseline parallel compression system in different cities of China. A 6.8% average promotion at least in seasonal energy efficiency ratio (SEER) is predicted, and the energy consumption of the whole system decreases 7.1% totally in Haikou. Gas cooler, taking up 63.3% of the total exergy destruction rate, is the key component to increase efficiency through exergy analysis.     

太阳能辅助R744热泵系统在中原地区的性能分析

针对中原地区典型气象年(辐射极大)的冬季气象条件,通过所建立的跨临界循环热泵系统性能模拟平台,计算并对比分析了太阳能辅助R744跨临界循环及单一R744热泵系统在中原地区的运行特性;讨论了热水出水温度、传热窄点温差改变时系统制热性能系数和最优放热侧压力的变化规律。研究结果表明,在设定工况下,联合应用太阳能集热系统,R744热泵系统性能在冬季可得到大幅度提高,平均提高34.4%;热水出水温度低于70℃时,系统性能提高幅度超过36.0%;但传热窄点温差增大,系统性能有一定程度下降。     

超市空调制冷系统节能的一种新方法

利用过冷器将超市的空调系统和商用冷冻系统联合起来,利用空调的冷冻水给商用冷冻系统提供过冷,提高冷冻系统的COP值,降低冷冻系统的运行能耗,从整体上降低了超市的电能消耗,同时可减少工程初投资,是超市节能的一种新方法,具有良好的经济效益和节能环保效益。     

采用混合自然工质的自复叠制冷系统热力性质分析

对R744／R290、R744／R600a混合自然工质的热力性质进行分析比较,并将它们用于自复叠制冷循环,对系统的循环特性进行分析。经过计算,得出了两种混合工质制冷性质的不同点及环境温度、制冷温度、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744／R290、R744／R600a的实验研究和实际应用提供了理论依据,减少了实验的工作量。     

混合工质ORC耦合CO2跨临界发电系统性能研究

为了实现低温热能的充分回收利用,在混合工质ORC循环发电基础上,提出一种利用CO_2跨临界循环与其耦合的发电系统。基于热力学第一、第二定律,建立相应热力学模型,并编写计算程序,确定系统运行条件,分析蒸发温度T1、跨临界蒸发压力p01及热源温度T_g等参数变化对耦合系统性能的影响,并将其与采用相同混合工质的ORC系统进行比较。结果表明:随蒸发温度提高,跨临界循环部分输出功逐渐增加,而ORC部分由于冷凝温度提升所减少的输出功逐渐降低。在T_g为373.00K时,若T_1为340.00、354.00K,耦合系统较基本ORC系统输出功分别增加15.77、113.53kW。随跨临界蒸发压力p_(01)变化,耦合系统输出功及效率均有先减小后增加再降低的规律,存在一最佳跨临界压力,且表现为随热源温度降低,耦合系统性能优越性逐渐明显。若T_g为373.00或403.00K,则耦合系统较基本ORC系统分别增加19.16、7.18kW。在蒸发温度较高或热源温度较低时,采用耦合系统具有重要意义。     

带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统运行特性实验研究

虽然二氧化碳跨临界循环成为最具潜力的工质替代技术，但其循环的效率还是比常规工质循环低，因此开发膨胀机提高二氧化碳跨临界循环系统运行效率是推动实际应用的关键问题。本文给出了二氧化碳膨胀机的设计特点，同时利用实验手段对带膨胀机的二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行测试，了解膨胀机的运行特性以及对系统的影响，同时改变外部参数条件，了解系统运行规律。通过实验表明，膨胀机的运行效率与膨胀机的转速有关，而且存在极值。系统的运行也受其影响，但系统性能系数是一个综合作用的结果，应对系统运行参数进行优化。     

CO2跨临界循环水源热泵变工况特性

摘要：对CO2跨临界循环水源热泵的变工况运行特性进行了实验研究和理论分析，研究了外部热源条件和运行压力对系统性能的影响，根据实验数据拟合了CO2压缩机的绝热效率公式，分析了气体冷却器和蒸发器的热交换完善程度以及对系统的运行动态特性的的影响，在实验研究的基础上，开展了CO2跨临界循环水—水热泵性能的理论分析，并探讨了运行调节的基本方法。