CO_2-C_3H_8复叠低温预冷系统的理论分析及优化设计

设计了一个低温级带回热器的CO2-C3H8复叠制冷循环低温预冷系统(213 K),并进行了低温预冷系统的参数选择和优化设计.该系统高温级循环采用CO2、低温级循环采用C3H8作为循环工质.通过对该系统的理论计算,得出了中间温度、复叠温差及低温级蒸发器冷端温差对系统性能系数的影响曲线;通过进一步的优化分析获得了系统最佳中间温度及对应的系统性能系数COP与复叠温差-低温级蒸发器冷端温差以及制冷温度-冷凝温度的关联式.     

-30℃/-60℃复叠低温预冷设备的设计及实验

以研制工作在-30℃/-60℃温区的低温预冷设备为目标,自行设计和搭建了1个两级复叠式蒸气压缩制冷循环低温预冷设备,其中高温级循环采用R22作制冷剂,可以独立运行并在-30℃提供冷量;低温级循环采用R23作制冷剂,两级复叠运行时可在-60℃提供冷量.该低温预冷设备在低温级循环中加了1个回热器,在高温级循环辅助启动完成后,低温级循环可通过自身回热而独立运行并达到-60℃的制冷温度.     

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。     

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.     

用于KM6载人航天器空间环境模拟器氦制冷机的系统设计

描述了用于KM6载人航天器空间环境模拟器氦制冷机的系统设计。介绍了制冷循环和纯化方法的选择、系统参数的确定、制冷循环流程图和系统的主要特点。制冷机采用并联的气体润滑透平膨胀机，其设计制冷量为600W(20K)。采用了液氮预冷的布雷顿循环和低温吸附内纯化器。     

R404A与CO2复叠式制冷系统的理论分析

本文针对所建立的新型R404A／CO2复叠式制冷设备进行了理论研究,该系统可提供零下40℃以下的低温环境。根据R404A和CO2的物性特征及复叠式循环流程,通过数值模拟寻找一定工况下CO2低温级的最佳冷凝温度及二者的最佳质量流量比,分析冷凝蒸发器的工作温度、CO2侧蒸发温度、R404侧的冷凝温度等对R404A／CO2复叠式系统COP的影响。结果表明,为了提高循环效率并保证循环的安全运行,应尽可能地升高低温段蒸发温度、降低高温段冷凝温度,缩小冷凝蒸发器的传热温差,环保工质R404A和CO2的复叠式制冷系统在低温制冷条件下有良好的发展前景。     

利用熵产最小法分析R290/CO2复叠式制冷循环

介绍了低温环境下采用自然工质R290和CO2的复叠式制冷循环，用熵产最小法对R290／CO2复叠式低温制冷循环进行了分析，利用熵产最小法确定R290/CO2复叠式低温制冷循环的最佳中间温度。为提高R290／CO2复叠式低温制冷循环的效率，应减少蒸发器、冷凝器和冷凝蒸发器的传热温差，可以看出R290／CO2的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有很好的发展前景。     

余热驱动的吸收-压缩复叠制冷循环性能及经济性分析

本文提出一种新型吸收-压缩复叠制冷循环,该循环由内燃机余热驱动的高温级复合吸收-压缩制冷循环与动力驱动的低温级CO2亚临界压缩制冷循环复叠构成。对不同制冷工质对在此循环中的性能进行了对比分析;并进一步研究了关键参数对复叠制冷循环性能的影响规律;最后进行了经济性分析。结果表明：该循环的理论性能优于两级复叠制冷循环;在冷凝温度为40 ℃、蒸发温度为-35 ℃条件下,R124-DMAC/R744性能优异,COP可达2.864,是较为理想的工质对,且年总成本较低为15 150.14 美元。     

CO2-NH3低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较

本文介绍了一种用于低温环境的采用自然工质CO2-NH3的复叠式制冷循环,介绍和分析了CO2和NH3的物性特征,并且进行了该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佳流量比。通过与R13-R22和NH3-NH3复叠式循环的比较,可以看出CO2-NH3的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有明显优势。     

2 kW/4 K氦制冷机制冷循环的优化计算

HT- 7U超导托卡马克的纵场磁体和极向场磁体均采用 3.8K超临界氦迫流冷却。其低温系统氦制冷机在 4K温区的基本设计容量为 10 5 0 W/3.5 K 2 0 0 W/4 .4K 13g/s· L He。给出了氦制冷机的基本流程 ,对其制冷循环进行了热力学分析 ,得到了影响制冷循环的关键独立参数。并以 2台串联透平膨胀机的排气温度为独立变量对氦制冷循环进行了优化 ,得到了氦制冷循环设计的最优参数值及它们对所需压缩机流量的影响     

R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290／C02复叠式制冷系统的性能实验,对低温循环用CO2作为制冷工质,高温循环分别用R22和R290为制冷工质的性能进行比较,结果表明,随着蒸发温度的升高,冷凝温度的降低,R290／CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比增大,COP增加。随着高温循环压缩机入口温度的升高,R290压缩机的功耗略高于R22压缩机的功耗,R290循环的COPh要高于R22循环的COPh。结果表明自然工质R290／CO2复叠式制冷系统具有很好的发展前景。     

R290小型家用空调器的性能匹配研究

研究了以自然工质丙烷（R290）替代R22的小型家用空调的性能匹配情况,并分别在KF-26GW,K和高能效机型节能王子KFR-27GW／E上进行了R290替代R22的实验研究,分别进行了最佳充灌量、单双毛细管匹配和R290回热研究。研究表明在合适匹配的情况下R290最佳充灌量为原机R22充灌量的50％左右,其冷量能够达到R22机型的97．2％,能效比最高提高了12．6％,P290回热循环的回热制冷量略有下降。     

混合工质脉管制冷的热力学性能预测

提出了用于预测混合工质脉管制冷热力学性能的改进型Brayton制冷循环,建立了制冷系统制冷量和制冷系数COP的理论表达式。在对多种低温流体的预测计算的基础上,提出了具有应用潜力的混合工质对。计算结果表明,如果用10%氮与90%氦的混合工质对代替纯氦,脉管制冷机在80K温度下的制冷系数和制冷量分别可以提高9.5%和6.7%。此外还讨论了其它可能用于80K温区脉管制冷的混合工质对,如氢-氦、氩-氦、氖-氦混合物等。     

-60℃水冷自复叠制冷系统研究

提出一种新型水冷自复叠制冷循环方式,用冷凝分离器代替传统循环的冷凝器和相分离器,在冷凝分离器中同时完成了高沸点工质的冷凝及高沸点工质与低沸点工质的分离。对采用这种冷凝分离器的水冷自复叠制冷循环方式的R22/R23、R290/R170、R134a/R23、R134a/R170四种工质对进行了循环特性研究。在自行搭建的水冷自复叠制冷系统实验台上进行了R22/R23、R134a/R23两种工质对的实验研究。结果表明,在相同工况下,R22/R23自复叠制冷系统的COP要高于R134a/R23自复叠制冷系统;和传统的自复叠系统相比,采用冷凝分离器的水冷自复叠制冷循环COP明显提高,提升率达到60%~100%。     

A novel closed cycle cryosurgical system

Cryosurgery is a well established technique that can offer considerable advantages to the patient. To date cryosurgical instruments have predominantly employed either liquid cryogens or the J–T expansion of high-pressure gases in an open cycle. The handling of cryogens or high pressure gases in a surgical environment poses logistical problems. A two-stage vapour cycle cryosurgical system has been designed to use either R23 or R508B in the low temperature stage and R404A for pre-cooling. This paper reports the results of trials of the prototype using R23 in the low temperature stage. The cooling performance achieved equals that of existing, open cycle, cryosurgical systems.     

集预冷杀菌多功能气调包装机的设计

在集成预冷、杀菌、气调包装三功能基础上,对当前气调保鲜包装机一般为补偿式气调而置换率较低,基于压力配气方式而气体混合精度差,半自动化而生产效率低,冷却不到位并存在二次污染等问题进行了改进,设计了一种集预冷、杀菌、气调包装一体化的全自动设备。此外,就不同包装盒及不同产品所需冷量的不同,设计了2种预冷系统模式:将半导体制冷技术应用于预冷预置气体,适用于小型冷量的包装产品,并可相应地提高其配气精度;采用制冷压缩机真空预冷系统,适用于需较大冷量的包装产品。同时对制冷模式的选择及所需冷量进行了简单的理论计算和分析。     

R404A直接接触凝结制冷循环的性能分析

提出R404A直接接触凝结换热的制冷循环,分析R404A直接接触凝结制冷循环的热力性能,并与常规双级压缩制冷循环的性能进行对比。得出结论:在一定的冷凝温度、蒸发温度和过冷液体的过冷度下,直接接触凝结制冷循环存在最佳的饱和液体温度,并在此最佳的饱和液体温度下,获得最优的性能和最小的冷凝热负荷,随着过冷液体的过冷度增大和蒸发温度升高,直接接触凝结制冷循环的性能系数增加、冷凝热负荷减少,获得最优性能的最佳饱和液体温度值提高。过冷液体的过冷度为25℃时,直接接触凝结制冷循环的最佳性能系数较双级压缩制冷循环的最佳性能系数提高6.2%。直接接触凝结制冷循环的最小冷凝热负荷较双级压缩制冷循环的最小冷凝热负荷减小1.8%。