自复叠制冷系统4种组分配比性能

自动复叠制冷在小型制冷低温装置中有较强的应用优势,它能制取氮气液化温度77 K到常规单机压缩制冷温度230 K温区。针对三级自动复叠制冷系统非共沸混合制冷工质不同组分配比进行实验研究,对比分析了R600a、R23和R14混合制冷剂4种组分配比35/35/30、35/30/35、30/35/35和35/25/40,根据压缩机的运行工况和蒸发器的降温特性可以得到4种配比的各项运行性能参数比较接近,组分配比35/30/35的蒸发温度较低。蒸发器设计冷负荷为60 W,设计蒸发温度为180 K,低温冷柜内的蒸发温度最低可以达到并稳定在175 K。根据两种组分配比35/35/30和35/30/35在不同冷负荷时的蒸发器制冷特性实验研究,组分配比35/30/35的最高COP为8.47%;组分配比35/35/30的最高COP为14.4%。     

自复叠制冷系统压力和组分调节

热气旁通调节可有效排除高压对自复叠制冷系统的危害,但对混合工质的组分没有调节作用。针对三级自复叠制冷系统冷凝压力和排气温度较高的特点,提出了带两路旁通的4种压力和组分调控方式。热气旁通调节时冷凝压力周期性波动变化较大,电磁阀开启较频繁,系统开机70 min后才能达到稳定状态。二级相分离器气相出口旁通调节时冷量损失较严重,低温工质的冷量通过旁通管路排放到膨胀容器。一级相分离器气相出口调节和两个相分离器气相出口同时调节时制冷系统的性能很接近,系统开机30 min后即可达到稳定运行状态。通过对压缩机和蒸发器运行工况检测,一级相分离器气相出口调节和两个相分离器气相出口同时调节为较好的自动复叠制冷系统压力和组分调控方式。     

自复叠制冷系统压力和组分调节

热气旁通调节可有效排除高压对自复叠制冷系统的危害,但对混合工质的组分没有调节作用。针对三级自复叠制冷系统冷凝压力和排气温度较高的特点,提出了带两路旁通的4种压力和组分调控方式。热气旁通调节时冷凝压力周期性波动变化较大,电磁阀开启较频繁,系统开机70 min后才能达到稳定状态。二级相分离器气相出口旁通调节时冷量损失较严重,低温工质的冷量通过旁通管路排放到膨胀容器。一级相分离器气相出口调节和两个相分离器气相出口同时调节时制冷系统的性能很接近,系统开机30 min后即可达到稳定运行状态。通过对压缩机和蒸发器运行工况检测,一级相分离器气相出口调节和两个相分离器气相出口同时调节为较好的自动复叠制冷系统压力和组分调控方式。     

自复叠制冷系统降温过程组分浓度优化及控制策略

混合工质低温制冷系统存在能效比较低、降温速度慢的问题。为提高混合工质自复叠制冷系统的降温性能,减小系统工作能耗,采用遗传算法集成Aspen Plus进行混合工质组分浓度优化,给出了不同工况下最优循环组分的需求规律。模拟结果表明,随着温度的降低,高沸点组分的需求逐渐降低,低沸点组分的需求逐渐增加。据此提出了一种有效的组分浓度控制策略并进行实验验证,实验结果表明,以膨胀储气罐和控制阀联合作用的方法可以增加系统降温速度,减小压缩机总功耗,控制系统的开机压力。     

自复叠制冷系统降温过程组分浓度优化及控制策略

混合工质低温制冷系统存在能效比较低、降温速度慢的问题。为提高混合工质自复叠制冷系统的降温性能,减小系统工作能耗,采用遗传算法集成Aspen Plus进行混合工质组分浓度优化,给出了不同工况下最优循环组分的需求规律。模拟结果表明,随着温度的降低,高沸点组分的需求逐渐降低,低沸点组分的需求逐渐增加。据此提出了一种有效的组分浓度控制策略并进行实验验证,实验结果表明,以膨胀储气罐和控制阀联合作用的方法可以增加系统降温速度,减小压缩机总功耗,控制系统的开机压力。     

两级分凝自复叠制冷系统特性

以两级分凝自复叠制冷系统为研究对象,分析了三元混合工质空间和平面汽液平衡特性,对三元混合工质的组分变化规律及运行特性进行了理论研究。应用混合工质物性分析软件Refprop 8.0根据冷凝蒸发器冷量平衡特性讨论了混合工质组分比例,得到比较合理的配比组成65/20/15。通过5个平面压焓图的空间变化关系分析了自复叠制冷系统工质分离、混合和运行特性。根据实验研究,循环系统高低压旁通和相分离器出口气体旁通可有效改善压缩机启动初期系统压力和温度过高的问题。对系统各级节流降温过程进行了分析,并对压缩机的吸排气温度和蒸发温度进行了研究。     

自动复叠制冷系统压力特性

针对自复叠制冷系统开机初期排气压力和排气温度过高的问题,以三级自动复叠制冷装置为研究对象,设计了一种压力调节和控制系统,主要包括缓冲器、膨胀容器、压力控制阀和管路等。缓冲器具有缓和高压气体对设备的冲击和降压稳压作用;膨胀容器具有收纳和贮存制冷工质的作用。缓冲器中引出一个旁通支路,通过电磁阀和膨胀容器后实现高低压旁通;两个相分离器上部各引出一个气体支路,通过手动球阀和流量计并联旁通到膨胀容器,对压缩机的排气压力和排气温度进行有效控制和调节。通过实验研究,具有旁通的冷柜系统启动初期降温速度加快,能够快速冷却制冷工质。通过压力控制阀对系统的旁通量进行调节,从而控制系统的压力和温度在合理的范围内,避免压力控制装置强制停机。     

三级复叠制冷系统自然工质组的性能对比

为研究不同自然工质在三级复叠式制冷系统中的热力性能,采用R717/R1150/R50,R290/R1150/R50,R1270/R1150/R503种自然工质组合,对三级复叠式制冷系统的COP、压缩机的功率、排气温度、冷凝器热负荷和制冷剂质量流量随蒸发温度的变化进行了热力学对比分析.研究结果表明:不同蒸发温度下均存在一...     

乙烯分离与复叠制冷系统用能的综合优化

乙烯装置的分离过程要在低温下进行,由乙烯制冷系统提供所需冷量。乙烯制冷系统为封闭式循环,独立于分离单元之外。将乙烯分离单元与制冷系统同时优化,能有效提高装置用能效率。复叠式制冷级数是当前乙烯工业中使用最为广泛的制冷技术。本文针对乙烯分离过程和配套的复叠制冷系统,采用Aspen Hysys进行模拟并进行(火用)分析,发现系统主要的(火用)损失发生在换热与压缩两部分,其占总(火用)损失的83%,为节能的重点。进而通过夹点技术对冷剂配置进行分析,发现-56℃以上各温位的冷量配置不合理,远超过理论最小值,-56℃以下各温位的冷量基本达到理论最小值。提出了采用多股流换热器的换热网络理论设计方法,并对冷剂进行重新配置,该理论方案可以降低丙烯制冷压缩机约30%的功耗,并节约部分乙烯制冷压缩机功耗,显著降低了乙烯深冷分离能耗。     

新型精馏型自复叠小型天然气液化系统性能优化

本文提出了一种新型精馏型自复叠小型天然气液化系统,并采用HYSYS^®软件对其进行了性能模拟计算和优化分析,详细分析了组分配比和系统压力位对系统性能的影响规律。研究结果表明:对于不同组分配比的混合制冷剂,当吸气压力上升时,天然气液化量的变化趋势则可分为向下凹和变化不大两种类型,其对应的系统单位液化功的变化趋势可分为向上凸和单调减少两种类型,压缩机功率和排气温度则基本上呈单调降低趋势,并以系统单位液化功为目标优化,得到了最佳配比和最佳工况。     

混合工质配比对自复叠制冷循环影响的理论模拟和实验研究

随着制冷行业的快速发展,结构简单、运行可靠、系统效率较高的自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。由于自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题不利于其在大中型系统中的应用,在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比间关系的基础上,对传统的单级自复叠系统进行改造,分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐、精馏器等部件以更好地调节混合工质的质量流量。采用Matlab软件编程,调用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 9.0进行模拟计算,并把三种压比下的模拟计算与实验结果相对照。结果表明:在R23浓度(质量分数)为0.32~0.40时,改进的自复叠系统具有较高的COP,且实验与模拟结果相吻合。实验结果表明系统?效率几乎不受R23浓度变化的影响。进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响,具有可行性,为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广提供了依据。     

混合工质配比对自复叠制冷循环影响的理论模拟和实验研究

随着制冷行业的快速发展,结构简单、运行可靠、系统效率较高的自复叠制冷系统引起人们的广泛关注。由于自复叠制冷系统性能受混合制冷剂配比影响等问题不利于其在大中型系统中的应用,在理论分析单级自复叠系统性能与工质配比间关系的基础上,对传统的单级自复叠系统进行改造,分别在高低温循环过程安装电子膨胀阀和储液罐、精馏器等部件以更好地调节混合工质的质量流量。采用Matlab软件编程,调用制冷工质物性分析软件NIST Refprop 9.0进行模拟计算,并把三种压比下的模拟计算与实验结果相对照。结果表明：在R23浓度（质量分数）为0.32~0.40时,改进的自复叠系统具有较高的COP,且实验与模拟结果相吻合。实验结果表明系统（火用）效率几乎不受R23浓度变化的影响。进一步表明了自复叠系统性能不受工质配比影响,具有可行性,为自复叠系统在大中型制冷系统中的推广提供了依据。     

-60℃温区精馏型自复叠制冷系统R41替代R23的理论与实验

选取R1234ze（E）作为高沸点组分,对R41在-60℃温区二元精馏型自复叠制冷循环中替代R23进行循环性能对比分析。设计并搭建采用精馏型自复叠制冷循环的实验装置,对R23/R1234ze（E）和R41/R1234ze（E）混合制冷剂在系统中的循环性能进行实验对比。理论分析和实验结果均表明：以R1234ze（E）作为高沸点组分时,用R41替代R23后系统COP略有下降,单位体积压缩功减小1/3~1/2,单位容积制冷量稍有降低,但系统单位质量制冷量明显提高,可以大大减小充注量。更重要的是R41的GWP的显著减少能起到很明显的环境保护作用。     

-60℃温区精馏型自复叠制冷系统R41替代R23的理论与实验

选取R1234ze(E)作为高沸点组分,对R41在-60℃温区二元精馏型自复叠制冷循环中替代R23进行循环性能对比分析。设计并搭建采用精馏型自复叠制冷循环的实验装置,对R23/R1234ze(E)和R41/R1234ze(E)混合制冷剂在系统中的循环性能进行实验对比。理论分析和实验结果均表明:以R1234ze(E)作为高沸点组分时,用R41替代R23后系统COP略有下降,单位体积压缩功减小1/3~1/2,单位容积制冷量稍有降低,但系统单位质量制冷量明显提高,可以大大减小充注量。更重要的是R41的GWP的显著减少能起到很明显的环境保护作用。     

活性组分配比对加氢裂化催化剂性能的影响

选取W为活性组分,Ni为助剂,采用浸渍法制备一系列不同活性组分配比的催化剂,采用XRD、Py-IR、TPR和XPS等手段研究氧化态和硫化态金属组分的物态,考察活性组分配比对金属组分的硫化度和分散的影响.结果表明,氧化态WNi型催化剂中金属组分以多种形式共存,这些物相的浓度决定于Ni与(W+Ni)原子比;随着Ni与(W+...     

CO_2-NH_3复叠与NH_3制冷系统的流程参数比较

设计了典型的CO2-NH3复叠式制冷流程和NH3两级压缩制冷流程,对流程进行了模拟计算,比较了两者的关键参数,并分析了换热器的热流分布及氨系统的参数优化。结果表明:在蒸发温度-45℃的条件下,复叠式系统的压缩机总功耗、制冷剂NH3流量小于氨系统,但氨系统具有较大规模的中温制冷量,其总制冷系数COP大于复叠式系统。复叠式系统冷凝蒸发器的两相流间换热温差较小,而氨系统中间冷却器的换热温差较大。随着低压级排气压力的上升,以及中间温度的降低,氨两级压缩机的总功耗呈下降趋势。     

复迭制冷系统分割温度研究

分割温度是影响整个复迭制冷系统所需轴功和投资的重要的因素。通过调整分割温度可以找出复迭制冷系统的最佳操作条件。实例研究表明将分割温度从常规状况下折-44℃调整到-38℃，复迭制冷系统的轴功率减少了5.10%，年总费用（TAC）减少了702万元。     

卡尔·费休试剂组分配比的探讨

尿素中水份含量的测定采用卡尔·费休法(GB2444-81)。本文提出卡尔·费休试剂在实际运用中存在着浓度不稳定、实际配制的浓度与理论值差距较大的缺陷,对试剂中各组分的配比进行了探讨,试验结果可作为今后修改尿素国标时参考。但在国标未修改之前,水份测定仍应按现国标执行。     

蓄热型热泵热水器单级与复叠循环性能比较

引言 热泵机组的复叠循环,可以降低在寒冷气候下压缩机的压缩比,提高其制热效率[1].Agyenim等[2]采用石蜡为相变蓄热材料(PCM),分析了空气源热泵热水器内部传热特性,由于石蜡的热导率较小导致蓄热放热效率较低,PCM和水之间换热效率只有52%,为此开发了一种新型套管式换热器用于加强PCM和水之间的换热.Long等[3]数值模拟和实验分析了相变蓄热水箱的蓄热放热过程,在室外于湿球温度24/20℃,进水温度24℃条件下,热泵系统平均COP为3.08.陈光明等[4-5]设计一种新型的复叠式空气源热泵装置,提出单级向复叠运行转换足由两者运行时的吸、放热量、耗功量和运行性能系数决定,同时还与压缩机的形式有关,输气系数、绝热效率随压缩比变化越小,复叠运行优势越小.吴青吴等[6]以常规工质对复叠式热泵热水器在不同运行工况下的循环特性进行了理论计算,提出冬季运行复叠式循环,夏季单独运行高温级循环,有利于系统的节能.     

组分配比对激光烧结PS/PA成型件性能的影响

采用共聚聚酰胺(PA)粉末与聚苯乙烯(PS)粉末复合,通过选择性激光烧结机制得成型件,并对成型件的断面微观结构、尺寸精度、密度、弯曲强度以及表面粗糙度进行了表征分析,以探究不同组分配比对PS/PA复合材料成型件性能的影响。结果表明,随着PA含量的增加,PS/PA成型件内粉末颗粒的黏结程度增大,成型件弯曲断面更加平整;PS/PA比例为1∶4时,成型件尺寸精度相较于其他实验组更好;随着PA含量的增加,PS/PA复合材料成型件的密度逐渐增大,PS/PA比例为1∶2、1∶3、1∶4、1∶5时,成型件密度较大且密度值接近;随着PA含量的增加,PS/PA成型件的弯曲强度呈上升趋势,且在PS/PA比例为1∶2、1∶3、1∶4、1∶5的实验组内,成型件弯曲强度明显上升;PS/PA比例为1∶4时,成型件表面粗糙度最小。