R417A热泵热水器性能及螺旋套管冷凝器换热研究

本文以R417A为工质,在冷凝器不同进水温度、不同进水体积流量时,测试了空气源热泵热水器的运行性能及螺旋套管冷凝器的换热特性,为制冷空调及热泵系统的工质替代提供参考。实验工况为:冷凝器入口水温20～55℃,冷凝器进水体积流量为0.6～1.0 m~3/h,环境温度分别为15、29℃。结果表明:冷凝器进水体积流量一定时,随入口水温的升高,冷凝器总换热量、总传热系数减小,压缩机排气压力、输入功率增大,热泵热水器制热量、制热性能系数COP下降。冷凝器入口水温一定时,随进水体积流量的增加,冷凝器总换热量、总传热系数增大,压缩机排气压力、输入功率减小,热泵热水器制热量、COP增大。实验工况范围内,与环境温度为15℃相比,环境温度为29℃时的冷凝器总换热量、总传热系数、排气压力、吸气压力、输入功率、制热量、COP均较高。     

水冷套管式CO_2气冷器的设计及实验研究

本文设计了一台CO_2套管式气冷器并对其进行了换热特性的实验研究。该气冷器采用逆流三重套管,CO_2在内管流动,冷却水在内外管间流动。实验研究了不同CO_2质量流量、入口压力和冷却水温度对传热系数、换热量和换热器效能系数的影响。实验结果表明,随着CO_2质量流量的增加,传热系数和换热量均呈先增后减的趋势,换热器效能系数逐渐减小;CO_2质量流量不变时,传热系数、换热量和换热器效能系数均随气冷器CO_2入口压力的升高而逐渐增大;随着冷却水温度的升高,传热系数、换热量和换热器效能系数均逐渐减小。     

CO2热泵热水器气冷器的热力性能研究

本文以CO2定压比热容最大的准临界温度为分界点,将气冷器的换热过程分为：准临界前区间、准临界区间和准临界后区间3个温度区间,CO2在100～0 ℃的放热过程,计算发现准临界区间温度的放热量占比达49.8%,基于(火积)理论的模拟结果也表明放热量主要集中在第二阶段的准临界区间内。以准临界区间的换热特性为基础,提出一种在名义工况下,最佳气冷器进气压力和温度的简单算法：发现制取65 ℃热水时,气冷器最佳进气压力为11.34 MPa,进气温度为79.96 ℃。在不同进气压力下进行实验验证,并分析气冷器中水的温度分布。结果表明：CO2和水流量均为15.0 g/s时,11.3 MPa进气压力下,在准临界温度区间内,水温从17 ℃迅速升至41 ℃,加热量占比为50.1%,出水温度为64.1 ℃,系统COP最高为3.23。     

二氧化碳套管式气体冷却器换热性能的实验研究

总结了不同形式CO2气体冷却器的国内外研究现状,对直管、矩形螺旋和圆形螺旋三种套管式气体冷却器性能进行模拟,提出用单位压降换热量来评价超临界条件下气体冷却器的性能,根据模拟结果设计了一套矩形螺旋套管式气体冷却器,实验研究了气体冷却器的CO2入口压力、进水流量和进水温度对气体冷却器传热系数、换热量、COP以及换热器效能等性能的影响。结果表明：当气体冷却器CO2进口压力为8 MPa,进水流量在1.56 kg/min和进水温度在9 ℃时气体冷却器性能较优,系统COP最大可达2.85。研究结果为CO2热泵热水器中的实际应用提供参考。     

采用两段式引射器的跨临界CO_2两相流制冷系统性能的数值模拟

对两相流引射器内部工质流动特性进行了数值模拟,通过在不同几何尺寸和不同工况条件下引射器性能分析来确定影响其性能的因素。分析了两段式喷嘴引射器在不同第一喉部流通面积和不同工况条件下的性能,以及两段式喷嘴引射制冷系统性能随着各参数的变化趋势:在固定气冷器出口压力9.00 MPa,温度43℃和蒸发温度6℃条件下,两段式喷嘴引射器性能随着第一喉部流通面积的增加先增大后减小,并在第一流通面积为1.54 mm2时取得最大引射比;当两段式喷嘴引射器第一喉部流通面积为1.54 mm2时,在模拟工况范围内引射器的引射比随着气冷器出口温度的增加而增大,随着蒸发温度的降低而减小;当气冷器出口压力和蒸发温度分别为9.00 MPa和6℃时,引射器的引射比在气冷器出口温度为43℃工况下取得最大值。     

CO2多联引射器双温制冷系统性能的实验研究

实验研究了CO₂多联引射器双温制冷系统性能,与CO₂传统增压双温制冷系统性能进行了比较,并探讨了并行压缩机的使用对CO₂多联引射器双温制冷系统性能的影响。实验结果表明,在实验工况范围内,对于不同的质量流量比,CO₂多联引射器双温制冷系统的制冷量和COP均要高于CO₂传统增压双温制冷系统,总制冷量和COP最高分别提升了约13.4%及23.8%;在CO₂多联引射器双温制冷系统中使用并行压缩机降低了多联引射器的引射比,但提高了其系统总制冷量和COP,对于不同的气冷器出口温度工况,总制冷量最高提高了约3.4%,而系统COP最高提高了约6.9%。使用多联引射器代替膨胀阀及使用并行压缩机均显著提升CO₂双温制冷系统性能。     

风速对不同流程数CO2蒸发器性能的影响

为研究迎面风速对不同流路数CO₂翅片管蒸发器性能的影响,本文建立分布参数模型对蒸发温度为-25℃,风速为0.5～4 m/s条件下5种流路数CO₂翅片管蒸发器的制冷剂压降、换热量、温度分布及传热系数的变化进行分析,并通过实验验证了蒸发器模型的可靠性。蒸发器模型的换热量、制冷剂压降和风侧压降等参数模拟值与相同工况下实验值的误差均在±4%以内。结果表明:同一流路数蒸发器的换热量、制冷剂压降及传热系数均随风速的增大而增大,而其涨幅随风速增大而减小,综合考虑换热效果和能耗可得最佳风速范围为2.5～3.5 m/s;在一定风速条件下,蒸发器设计时在合理范围内选择较多流路数可有效提升蒸发器换热性能并增强换热均匀性,本次实验中24流路蒸发器为最佳设计方案。     

高温CO_2热泵套管式气冷器的仿真与优化设计

以Petrov换热关联式为基础,建立了CO_2气冷器的数值仿真模型,并根据实验数据对模型进行了修正,并通过联立拟合的压缩机模型,分析了CO_2系统在不同工况下,排气压力、气冷器单管长度和并联管程数对其性能的影响:给定气冷器布局,最优排气压力随供水温度上升而升高;给定工况下,气冷器CO_2出口温度随着排气压力升高而降低,而热水流量和制热量都会增加;不同工况下,当排气压力低于最优压力时,管长的增加对系统COP值增大的影响非常显著;在供水温度低于70℃时,并联管程数的增加使系统的COP值增大,但高于70℃时,并联管程数多的系统COP值反而更低。     

CO2微通道气冷器流量分配和换热特性的数值模拟及验证

本文建立了CO_2微通道气冷器集流管和微通道扁管两部分的物理模型并进行网格划分,模拟研究了扁管插入集流管深度f分别为4、5、6 mm和入口管在集流管1/6、1/2位置处对质量流量分配的影响,实验验证了CO_2微通道气冷器扁管壁面温度分布。结果表明:当f为4 mm、入口管位于集流管1/6处时,质量流量分配最均匀,此时不均匀度为0.4×10~(-3);模拟扁管内CO_2换热特性发现随着CO_2质量流量的增加,扁管换热量增加,流量由2.3 kg/h增至2.5 kg/h,换热量提高了21.4%;当质量流量一定时,CO_2的出口温度随着CO_2入口温度的升高而升高,在不同CO_2入口温度条件下,微通道扁管壁面温度实验值与模拟值误差在10%以内,验证了模拟的准确性。     

翅片管式CO2气体冷却器模拟与优化

为了研究CO2在翅片管式气体冷却器内的流动特性,建立了稳态分布参数模型,并进行了实验验证。结果表明:CO2侧换热系数受入口压力和质量流量的影响较大,但入口温度对其影响很小。换热量随着入口压力的变化有一个最大值;且随着流量的增大,最大换热量所对应的入口压力值逐渐增大。压降和换热量均随入口温度的增加而线性增加。适当增加管程数,采用较小管径的气冷器性能更高。     

Advantages of a Combined System for Metering and Regulating Heat Consumption

Advantages are considered for a combined system for metering and regulating heat consumption, and data are given on the reduction in heat consumption without deterioration in conditions in such a system.     

空气热交换器的适用性分析

为了分析空气热交换器的节能效果及适用性,在对已有的显热和全热热交换器进行性能检测的同时,也对室外空气的温湿度进行测量,以便计算空调运行时间内新风的能耗。分析结果表明,全热空气热交换器回收排风余热的能力是显热空气热交换器的4倍左右。     

Advantages of the New VKT-7 Heat Calculator

Development data are given for an energy-independent (battery-powered) calculator for heat meters for use in open and closed water-based heat supply. Technical characteristics are given together with uses and also methods of monitoring heat consumption conditions and data processing for abnormal situations.     

Specific Heat Measurements by a Thermal Relaxation Method: Influence of Convection and Conduction

This paper involves the well-known thermal relaxation method for measurement of the specific heat (c) of thin solid samples. Although this method was applied successfully in recent years for the characterization of different materials, in this work some aspects that must be taken into account in order to avoid problems based on satisfying the required experimental conditions of heat flux imposed by the physical model used for data analysis and processing will be discussed. For this purpose, for a given experimental geometry, the heat diffusion equation will be solved in order to obtain the sample’s requirements for reliable measurements of c, regarding its thickness and thermal conductivity. An experimental device is described that can be used for the study of the influence of heat dissipation by convection on the method. A computer simulation was performed for comparing the simple model with one that takes to in account the gradient of temperature inside the sample. The results of measurements are presented.Paper presented at the Seventeenth European Conference on Thermophysical Properties, September 5–8, 2005, Bratislava, Slovak Republic.Part of this work was performed when the author was at Universidad de La Habana, Facultad de Física, San Lázaro y L, Vedado 10400, La Habana, Cuba.     

用于CPU冷却的集成热管散热器

提出了将立体蒸汽腔和热管两相传热结合,用于CPU冷却的集成热管散热器新概念,并对设计出的集成热管散热器的传热性能和整体的均温性进行了试验研究.试验结果表明,未优化的集成热管散热器的热阻在0.14℃/W～0.2℃/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的热管散热器相比,这种结构的集成热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、接触热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足未来大功率CPU散热的要求.     

不同热泵空调技术的对比

介绍了热泵技术的原理及分类,分别对空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵、太阳能热泵空调系统的运行原理、特点、存在的问题及改进方法进行了分析;总结对比了这四种空调方式的优缺点,为不同地区选用热泵空调机组提供了参考依据。结论指出,通过合理热泵空调形式的应用,可以大大节约空调能耗,为我国节能减排工作做出重大贡献。     

倾角与冷却水温度对新型闭式重力热管换热器传热性能影响

本文以丙酮为工作流体,设计了一套新型重力热管换热器,该装置由五根底部连通的垂直蒸发管共用一根水平同心套管冷凝管构成。采用理论和实验相结合的研究方法,分析了装置的传热性能,并对其结构参数进行优化。研究了当倾斜角度为15°~90°、操作温度为40~80℃、冷却水温度为10~30℃时装置的传热性能。结果表明:新型重力热管换热器具有良好的等温性能及操作稳定性;当充液率为15%、倾斜角度为60°、冷却水温度为30℃时,换热器达到最佳工作状态;最大传热量可达1 700 W左右,此时平均热阻为0.042℃/W。     

地源热泵变热流线源模型介绍与仿真计算

传统的地源热泵常热流线源模型在建模时忽略了诸多因素，在应用上还存在局限性。通过考虑在变热流情况下的传热，在传统的常热流线源模型上发展出了一种改进的变热流线源模型，从而扩展了线源模型的应用范围。     

热管换热器同转轮式全热交换器节能效果比较

指出热回收设备在空调系统中的重要性。通过对热管换热器同转轮式全热交换器各自特点以及冬夏季节能效果比较。建议应根据具体情况进行选用。     

基于TRIZ的凹印机热交换器节能研究

目的对凹版印刷机热交换器结构进行改进设计,以降低能耗。方法对热交换器进行结构分析、加热管热辐射传热分析、对流传热分析、热损耗分析,借助TRIZ理论对热交换器进行节能设计,并在传热数学算法的基础上对改进方案进行验证。结果采用发射率为0.05,抛光且未氧化的黄铜作为铜基纤焊翅片管材料,翅片管的产热效率从原来的88.4%提高到96.1%,热风被加热的温度从80℃提高到84℃。结论采用肋化系数和发射率恰当的翅片管,可较明显降低热交换器的热辐射率,提高热交换器的产热效率。