基于R124-DMAC为工质对的余热吸收式制冷

设计并搭建了制冷量为3 kW、以R124-DMAC为工质、采用电热高温空气模拟发动机排气废热的空冷鼓泡吸收制冷实验系统,通过改变热空气进口温度、冷冻水温度和浓溶泵流率测试系统工作参数的变化趋势。实验结果表明,当发生器稀溶液出口温度约为100℃时,蒸发温度为-4℃,系统COP值最大可达到约0.54,而且实验系统稳定性较好;影响系统制冷量和COP值的主要参数是热空气进口温度和冷冻水温度;当蒸发温度低于5℃时,为了提高制冷效果需考虑设置精馏装置。     

R290喷射/压缩制冷系统不可逆损失分析

作为一种自然工质,R290单位容积制冷量大,价格低廉,臭氧消耗潜值为0,全球变暖潜值很小,并且其热力性能与常规制冷剂相比有明显优势。文章结合热力学第一和第二定律,对以R290为制冷剂的喷射/压缩制冷系统的能量转换过程进行分析,考察了典型空调工况下系统的不可逆损失分布,以及运行参数对系统的不可逆损失以及第二定律效率的影响。     

吸收式制冷系统的热管换热器

用于吸收式制冷系统的热管换热器的优点 ,是用热管换热器的氨锅炉代替氨吸收式制冷系统中的蒸馏塔 ,其设备结构简单 ,材料消耗少 ,制造费用低 ;采用了新研制的“水 -碳钢”热管 ,成本低 ,寿命长 ,制造方便 ,传热效率高 ,用于废气的余热回收的等温性高 ,热损失少 ;可用废气余热作热源 ,回收工业废气中的低品位热 ,节省能源 ,具有较好的社会效益和经济效益     

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...     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数（冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度）对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数(冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度)对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

吸收式工质对R152a+DMETrEG的汽液相平衡特性

R152a(ODP=0,GWP=124)对环境友好,热力性能完善,而吸收剂三乙二醇二甲醚(DMETr EG)沸点较高,毒性较弱,对较多制冷剂都有很好的溶解能力。因此,R152a与DMETr EG的二元混合物是一种具有潜在应用价值的吸收制冷工质对。采用气液双循环法,实验研究了R152a+DMETr EG在293.15~353.15 K温度范围内的汽液相平衡特性;分别采用NRTL模型和Wilson模型对测得的汽液相平衡(VLE)数据关联对比。实验结果与关联结果具有良好的一致性,NRTL模型拟合计算结果与实验结果的平均相对偏差为1.80%,而Wilson模型拟合计算结果与实验结果的平均相对偏差为1.83%。当混合溶液中R152a摩尔分数大于0.8时,R152a活度系数接近1,混合溶液可近似视为理想溶液。     

吸收式工质对R152a+DMETrEG的汽液相平衡特性

R152a（ODP=0,GWP=124）对环境友好,热力性能完善,而吸收剂三乙二醇二甲醚（DMETrEG）沸点较高,毒性较弱,对较多制冷剂都有很好的溶解能力。因此,R152a与DMETrEG的二元混合物是一种具有潜在应用价值的吸收制冷工质对。采用气液双循环法,实验研究了R152a+DMETrEG在293.15~353.15 K温度范围内的汽液相平衡特性;分别采用NRTL模型和Wilson模型对测得的汽液相平衡（VLE）数据关联对比。实验结果与关联结果具有良好的一致性,NRTL模型拟合计算结果与实验结果的平均相对偏差为1.80%,而Wilson模型拟合计算结果与实验结果的平均相对偏差为1.83%。当混合溶液中R152a摩尔分数大于0.8时,R152a活度系数接近1,混合溶液可近似视为理想溶液。     

R32制冷系统湿压缩的最佳吸气干度范围

湿压缩应用于R32制冷系统时能有效降低压缩机排气温度,但是其对系统性能的影响有待研究。在热力循环理论计算分析的基础上,利用变频滚动转子式压缩机制冷循环实验台,通过改变压缩机频率和电子膨胀阀的开度做了一系列实验,研究不同工况下R32制冷系统各项参数的变化趋势,寻找系统最优时吸气干度范围。理论分析表明:吸气带液时系统的性能比吸气过热时要好;从吸气过热到吸气带液,排气温度快速降低,而制冷量和COP先升高后降低,压缩机吸气干度在0.90~0.93内,理论COP存在最大值。实验分析表明:吸气干度在0.96~1.0范围内,制冷量比常规应用中控制过热度5℃时的高5%~10%;排气温度比吸气过热度5℃时的排气温度低8%~16%;COP比吸气过热度5℃时的高5%~8%;系统压比降低,系统性能达到最优。     

氨-水-溴化锂三元工质氨吸收式制冷性能

通过试验研究了使用氨-水-溴化锂三元工质对氨吸收式制冷性能的影响。根据现有研究,工质中溴化锂的质量分数设定为5%、10%、15%和20%,试验中发生温度设定为90～130℃,蒸发温度设定为-19～-4℃,冷却水温度设定为22～33℃。通过试验发现,溴化锂质量分数在15%时对COP提升效果最好,发生温度在130℃时性能系数可以达到0.408,蒸发温度在-4℃时性能系数可达0.410,冷却水温度在22℃时性能系数可以达到0.412;而且添加三元工质可以减小精馏能耗且充分利用低品位热能,因此采用氨-水-溴化锂三元工质可以在高效利用热能情况下改善氨吸收式制冷系统的劣势。     

R290工质直线压缩机的性能实验研究

根据R290工质的商业冷柜的制冷需求,开发了直线压缩机样机,开展了国标工况下的制冷性能实验研究。实验结果显示,直线压缩机样机在供电电压145 V,频率70.2 Hz条件下,制冷量为604 W,制冷COP为1.42,部分负荷制冷COP会发生一定的衰减,负荷率越低衰减越大,40%制冷量时COP仅为1.02。降低供电频率导致其与固有频率的偏离增大时,制冷量和COP也出现了较大的衰减。功耗分析表明,为提高直线压缩机能效,需要从直线电机的性能系数和降低活塞与气缸配合间隙两方面同时进行优化。     

基于吸收式制冷循环的CaCl2-LiCl/H2O工质对研究

利用低品位的太阳能热、地热或者工业领域低温余热废热进行吸收式制冷是实现节能减排的一个有效途径。对具有良好制冷吸收特性的工质对CaCl₂-LiCl/H₂O进行了实验研究,通过测定不同质量比的CaCl₂-LiCl/H₂O溶液的饱和蒸气压,得出了CaCl₂与LiCl的质量比为2∶1的工质对即CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O的制冷吸收特性最佳。CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O与常规的工质对LiBr/H₂O相比,在大幅降低工质对成本的同时,在同一制冷工况下所需驱动热源温度即发生温度降低了5.8℃,而制冷COP提高0.041,?效率提高0.052。还系统测定了CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O的结晶温度、密度、黏度、比热容、比焓以及腐蚀性。结果表明,相较于其他几种以CaCl₂为主要成分的工质对,CaCl₂-LiCl(2∶1)/H₂O具有较低的黏性,且对碳钢和紫铜的腐蚀性也较小,可满足实际工程应用的要求。     

基于吸收式制冷循环的CaCl_2-LiCl/H_2O工质对研究

利用低品位的太阳能热、地热或者工业领域低温余热废热进行吸收式制冷是实现节能减排的一个有效途径。对具有良好制冷吸收特性的工质对CaCl_2-LiCl/H_2O进行了实验研究,通过测定不同质量比的CaCl_2-LiCl/H_2O溶液的饱和蒸气压,得出了CaCl_2与LiCl的质量比为2∶1的工质对即CaCl_2-LiCl (2∶1)/H_2O的制冷吸收特性最佳。CaCl_2-LiCl (2∶1)/H_2O与常规的工质对LiBr/H_2O相比,在大幅降低工质对成本的同时,在同一制冷工况下所需驱动热源温度即发生温度降低了5.8℃,而制冷COP提高0.041,?效率提高0.052。还系统测定了CaCl_2-LiCl(2∶1)/H_2O的结晶温度、密度、黏度、比热容、比焓以及腐蚀性。结果表明,相较于其他几种以CaCl_2为主要成分的工质对,CaCl_2-LiCl (2∶1)/H_2O具有较低的黏性,且对碳钢和紫铜的腐蚀性也较小,可满足实际工程应用的要求。     

以降压为目的的CO_2混合工质制冷系统研究进展

自然工质CO_2因其具有良好的环境友好特性(ODP=0,GWP=1)、单位容积制冷量高、良好的传热性能等优点而得到制冷行业的再次关注。然而,由于其自身物性及工况条件的限制,在实际应用中CO_2制冷系统大多采用跨临界循环,高压侧压力高达12MPa左右,这对系统各部件的安全性和制造成本提出非常高的要求。本文总结了目前采用CO_2混合工质来有效改善纯CO_2制冷系统运行压力较高问题的制冷循环系统,综述了国内外以降压为目的的CO_2混合工质制冷系统研究进展,分析了CO_2混合工质的跨临界制冷循环系统、自复叠式制冷系统以及压缩-吸收耦合循环系统各自的特点,指出了以降压为目的的CO_2混合工质制冷系统的发展前景,并对今后的CO_2混合工质制冷系统的主要研究方向进行了讨论。     

基于膜分离器的NH3-H2O-LiBr吸收式制冷系统的研究分析

氨-水-溴化锂（NH₃-H₂O-LiBr）三元吸收式制冷系统中溴化锂的存在有利于发生过程的进行，降低循环精馏热，但阻碍了吸收氨的传质过程，对吸收性能不利。对此本文提出基于膜分离器的氨-水-溴化锂吸收式制冷循环，可将溴化锂从进入吸收器的溶液中分离出来，进而改善吸收性能。并进行了在膜分离器中分离溴化锂的实验，实验结果表明NH₃-H₂O-LiBr三元溶液在膜分离器中两次循环后分离效率达98%。基于实验中的分离效率，利用Aspen Plus模拟器，进一步模拟分析了基于膜分离器的氨-水-溴化锂吸收式制冷系统，并计算其性能系数（COP）。结果表明，与普通三元循环相比，基于膜分离器的新型循环的能耗较低，性能系数可提高近10%。当发生温度从60℃升高到120℃时，循环的发生器热负荷逐渐降低，COP逐渐增大，最大达0.5869，较普通循环高6%，此时溴化锂质量分数变化范围为0~30%。     

双级压缩与复叠式压缩制冷系统的技术经济分析

为了探究双级压缩制冷系统与复叠式压缩制冷系统哪种更适合超低温制冷装置,通过对双级压缩系统和复叠式压缩制冷系统采用循环热力计算的方法,比较分析了双级压缩与复叠式压缩制冷系统的技术特性。同时从经济性的角度,对两种制冷方案的理论输气量、制冷系数、初投资、实际运行费用进行了对比分析。结果表明:在相同的工况下,复叠式系统的压缩比、排气温度和理论输气量均低于双级压缩系统,而复叠式系统的吸气压力和制冷系数高于双级压缩系统。在冷凝温度为40℃、蒸发温度为-65℃时,采用复叠压缩实际节能可达15.13%,即在超低温工况下复叠式系统更有前景。     

R134a/R125混合工质水平管外凝结换热

对纯工质R134a以及R134a/R125在三种不同组成比例下的混合工质,在光管和相同肋密度的二维及三维强化管外进行凝结换热试验研究。结果表明：R134a在光管外凝结表面传热系数与Nusselt数理论值的相对偏差均在±10%以内,R134a在光管及强化管外凝结表面传热系数变化趋势与Nusselt数理论解相一致。与纯R134a相比,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数均所有下降;对于光管,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数随壁面温差的增大而下降,但对于强化管,含6%及以上的R125混合工质,其凝结表面传热系数随壁面温差的增大而增大,有接近纯R134a凝结表面传热系数的趋势,表明混合工质凝结换热热阻分布与纯工质有较大差异。相同组分的工质,三维强化管凝结表面传热系数均高于二维强化管,二维强化管亦明显高于光管,在壁面温差为8 K时,强化管HT-3D、HT-2D相对于光管的传热强化倍率分别为9.83和7.85。     

氨水吸收式制冷系统中制冷剂提纯的研究进展

从溶液物性和制冷系统方面介绍了氨水吸收式制冷的研究现状,着重讨论了制冷剂对系统性能的影响,归纳了通常采用板效率修正平衡级模型进行精馏设备设计的方法,指出采用基于速率的非平衡级模型可描述系统中制冷剂实际的提纯过程,为改进氨精馏塔的设计提供参考。     

低温节流制冷系统中混合工质的研究进展

低温节流制冷系统早期主要应用在红外探测、医疗冷冻等领域,近年来,随着节流制冷系统在低温应用上的广泛,更加高效的混合工质被用来在低压比下获得较低的温度、较大的制冷量。文章从混合工质在低温节流制冷系统中各工质组分的制冷特性,采用实验的方法优化混合工质的配比、利用模型算法优化工质配比,以及混合工质在低温节流制冷系统中的生产应用4个方面简述了近20年来低温节流制冷系统中混合工质的发展状况。最后结合最新技术进展对今后的发展趋势进行了展望。     

R134a/R125混合工质水平管外凝结换热

对纯工质R134a以及R134a/R125在三种不同组成比例下的混合工质,在光管和相同肋密度的二维及三维强化管外进行凝结换热试验研究。结果表明:R134a在光管外凝结表面传热系数与Nusselt数理论值的相对偏差均在±10%以内,R134a在光管及强化管外凝结表面传热系数变化趋势与Nusselt数理论解相一致。与纯R134a相比,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数均所有下降;对于光管,含R125的混合工质管外凝结表面传热系数随壁面温差的增大而下降,但对于强化管,含6%及以上的R125混合工质,其凝结表面传热系数随壁面温差的增大而增大,有接近纯R134a凝结表面传热系数的趋势,表明混合工质凝结换热热阻分布与纯工质有较大差异。相同组分的工质,三维强化管凝结表面传热系数均高于二维强化管,二维强化管亦明显高于光管,在壁面温差为8K时,强化管HT-3D、HT-2D相对于光管的传热强化倍率分别为9.83和7.85。