小型疫苗冷库内部温度场试验研究

为了研究小型疫苗冷库开关库门对其内部热环境性能影响优化热环境性能的影响,本文以江苏省疾病预防控制中心疫苗一座冷库为研究对象,利用检测仪器VALSALA温湿度变送器对小型疫苗冷库在稳态温度场进行了实测。研究结果表明:对于小库容疫苗冷库来说,采用冷风机直吹形式是完全可以达到疫苗存放要求的,无须额外布置风管利用排气孔进行排气;单间2不联系8℃小型疫苗冷库正常运行时,库内(冷间)温度不均匀性即不同时刻库内(冷间)温度差值的最大值≤5℃,疫苗冷库内部各测点温度最大差值≤6℃。     

某电动汽车热泵空调系统制冷剂充注量试验研究

通过试验探究了某小型电动汽车热泵空调系统内制冷剂充注量对系统热性能的影响,分别在制冷和制热工况下分析充注量6与系统内空调箱出风温度、制冷/制热量和COP等性能参数的关系。结果表明:制冷模式下的最佳充注量为750 g,而制热模式为650 g,与计算结果误差在7%以内。在此最佳充注量下,空调箱制冷模式下出风温度最低可达14 ℃,制热模式下最高可达23 ℃;系统内制冷和制热量最高可达2.63 kW和3.22 kW,COP分别为3.1和3.3。     

电动客车跨临界CO_2空调系统充注量优化及性能研究

近些年来,各企业为响应国家节能政策开始大力发展电动客车。与传统燃油车相比,电动客车行驶里程较低,其冬季供暖方式主要为电加热或者附加柴油燃烧器加热,前者能耗大,造成客车续航能力进一步受限,后者不符合清洁能源要求。跨临界CO_2热泵空调系统既可以吸收环境热能实现低温制热,有效提升客车续航能力,也能高温制冷,实现空调系统的全年冷热综合需求。主要研究制冷工况下CO_2充注量对纯电动客车空调系统的影响,并在最佳充注条件下研究了环境温度,压缩机转速以及气体冷却器送风量对系统性能的影响规律。结果表明:客车空调系统最佳充注量范围为6～8 kg。在最佳充注量下,随着转速的提升,压缩机耗功、系统制冷量增加,COP降低;环境温度的升高会导致制冷量下降,压缩机耗功增加,COP下降;气冷风量的增加会使压缩机耗功减少,制冷量增加,COP增大。     

往复式机械泵辅助两相流冷却系统试验研究

文中介绍了一种机械泵辅助两相流系统(Mechanically Pumped Cooling Loop,MPCL),为使MPCL系统更加稳定可靠,研制了一种往复式两相流冷却系统,并对系统不同充液率、启动时间和运行性能进行了研究,获取了最佳充灌率.研究发现,不均匀热源和驱动力不足将降低系统的性能.试验方案从改善热源和提高机械泵驱动能力2方面予以了改进.热源改善后,启动时间缩短,运行性能得到提升.在热源改善的基础上,提高机械泵的驱动能力,可使系统的稳态温度降低,温度波动变小.系统运行时可加大热载荷,在热载荷变化时,系统不会产生温度脉冲.总之,系统的热性能得到大大改善.试验表明,MPCL系统启动平稳,运行安全可靠.系统等效导热系数提高,温度一致性也较好.该系统试验研究结果可作为后续研究的基础.     

基于神经网络模型的冷库冷风机除霜控制研究

冷库冷风机"按需除霜",可有效降低冷库能耗、提高能源利用率。本文将湿空气物性参数、冷风机运行时间作为神经网络输入变量,建立基于BP算法训练的多层前馈神经网络结霜量与除霜时长预测模型,并利用相关试验数据进行模型训练与测试。结果表明:结霜量预测模型计算值与试验测量值平均误差为10.11%,除霜预测模型计算值与试验测量值的误差均小于5%。本文所建立的基于人工神经网络结霜量预测模型与除霜时长预测模型可较好地预测冷风机结霜量与除霜时长,为实际工程应用中通过确定除霜起始点和除霜时长实现冷风机"按需除霜"提供了参考价值。     

小型制冷系统制冷剂充注量的试验研究

制冷剂充注量是制冷系统中影响系统性能的关键物理因素之一。在目前的仿真模型中,由于两相区有效面积计算和空泡系数模型选择的复杂性,很难对换热器中的制冷剂充注量进行准确的计算。本文使用快速关断技术(QCVT)试验测试方法,选用一台2k W小型热泵家用机(含有翅片管蒸发器和冷凝器)和一台25k W单冷轻型商用机(含有微通道冷凝器和翅片管蒸发器),在不同的系统运行工况下,对换热器中的制冷剂质量进行测试。试验结果表明,数据可靠性较好。制冷剂质量在系统中的分布与换热器的类型及内容积大小有很大关系,冷凝器内容积小的系统对工况变化的敏感度更高。测试结果对仿真模型的性能和空泡系数模型验证有指导意义。     

液体冷媒除霜系统的性能分析与优化

液体冷媒除霜系统具有在除霜期间制冷过程连续,库温波动小,无需附加能耗的优势。为了探究冷媒除霜系统除霜时各试验设备的运行性能,分别对压缩机的功率、储液器供液和回气的温度和压力、双联冷风机的供液和回气的温度和压力以及库温进行了测试。试验结果发现:在除霜时,压缩机的功率从1772 W下降到691 W,下降了61%,功率变化大;除霜冷风机供液与回气温差从7.0℃上升至17.9℃,制冷冷风机供液与回气温差从10.8℃上升至12.7℃,过冷度增大,回气过热度也在增大,流量在不断减小;冷风机不延时开启时,库温的最大波动值为9.3℃。为此提出了一系列改进意见,为系统的进一步优化研究提供了重要依据。     

冷柜系统最佳充注量的实验研究与理论分析

对一台小型冷柜系统进行了选择最佳充注量的实验研究，讨论了充注量的多少对蒸发压力、冷凝压力、蒸发器温度分布、压缩机开停机时间等方面的影响，得到了耗电量最少的充注量，并对此条件下的循环特点进行了理论分析。     

超临界CO_2层积式微通道气体冷却器的研究

以自然工质CO2作为研究对象,对超临界CO2层积式微通道气体冷却器进行研究。在试验研究中,通过改变高压压力和冷却水流量,得到不同工况下的换热量与传热系数,发现换热量随水流量增加而增加,制热能效比(Coefficient of performance,COP)随冷却高压升高而降低。换热器总传热系数可以达到700 W/(m2?K),总换热量可达9 kW。理论分析得出了降低制冷剂测出口温度有利于提升水侧出口温度和COP,故利用有限体积法与TDMA方法结合编制模拟程序,选用合适的换热关联式对微通道气体冷却器进行优化。研究发现增加通道长、水侧水力直径和通道排数,减小通道间距,都能提高水的出水温度,并得到最优结构使出水温度达到60℃以上。     

R134A充注量对内藏式冷柜系统影响的试验研究

内藏式冷柜制冷剂容量较小,系统中制冷剂充注量的变化会对制冷性能产生较大影响。对某型号的内藏柜进行了充注量的试验研究,综合多种因素给出了制冷剂R134A的最佳充注量。通过改变系统中制冷剂充注量,研究了制冷性能参数随制冷剂充注量的变化趋势,为合理确定制冷剂充注量提供了一定的依据。     

封装优态盐同心套管储冷特性试验研究

通过自行建立的试验台,对封装优态盐同心套管式相变储冷单元的蓄冷、释冷特性进行试验研究。主要研究了制冷剂的蒸发温度对蓄冷特性的影响及载冷剂的温度和流量对释冷特性的影响。结果表明,制冷剂的蒸发温度对蓄冷的影响较大,制冷剂的蒸发温度越低,结冰越快,结冰率越大,达到同样的结冰率需要的时间也越短;载冷剂的进口温度对释冷过程的影响较大,相比之下载冷剂的流量对蓄冷和释冷过程的影响要小。在试验条件下,蓄冷时较合理的制冷剂蒸发温度和载冷剂流量分别为1℃和0.241m3/h,释冷过程较合适的载冷剂进口温度和载冷剂流量分别为10℃和0.283m3/h。     

近共沸混合制冷剂充灌量对冰箱性能的影响

研究了近共沸混合制冷剂充灌量与冰箱性能及运行参数间的关系。这些参数包括冷却速度、耗电量、冷藏室温度、冷冻室温度、冷凝器温度、压缩机吸气温度和排气温度等。为进一步提高替代工质冰箱性能提供了依据，并为近共沸混合制冷剂充灌量优化模型的验证提供了基础数据。     

Experimental and numerical analysis on the effect of inlet distortion on the performance of a centrifugal fan with a mixing chamber

Inlet flow distortions, which are caused by fluid mixing, cause a significant deterioration in fan performance. An experimental test rig for an industrial fan with dual inlets and a mixing chamber was constructed. The flow fields in the mixing chamber of the fan were numerically investigated. Consequently, impact parameters, including the length of the mixing chamber (100, 200, and 300 mm) and the mass flow rate ratio (1 to 10), as well as their effects on fan performance, were discussed. A generalized formula considering the Reynolds number, hydraulic diameter, and mixing length was proposed to predict the pressure drop in dual inlets. Results show that the efficiency of and pressure in the fan decreased by 6.5% and 203 Pa, respectively, under mixing inlet condition. Optimum fan performance is achieved at a flow rate ratio of 5 under the same mass flow rate. The increase in the flow rate ratio kept the fan performance almost constant. At the design stage, fan performance and pressure decrease by an average of 2% and 70 Pa in increments of 100 mm mixing length, respectively. The results presented in this paper provide a basis in the design optimization of mixing structures.     

Refrigerant charge prediction based on start-up characteristics of an air conditioner using a gray box model

The refrigerant charge is one of the important parameters that determines the performance and power consumption of an air conditioner. Refrigerant charge fault occurs because of refrigerant leakage as well as initial charge fault. Since refrigerant charge loss resulting from a leakage is a gradual process, it is difficult to detect it in an early stage of leakage. In this study, the refrigerant charge of an air conditioner was estimated using predictions of its start-up characteristics obtained from a gray box model. The dynamic characteristics of heat exchangers were assumed to vary with the refrigerant charge as well as operating conditions. Furthermore, the moving boundary method was used to determine the transient behavior of the refrigerant in the condenser and evaporator. Additionally, correction factors were employed in the heat exchanger model. The correction factors were correlated under training conditions of the air conditioner, and the accuracy of the model was verified by comparing its predictions with experimental results under test conditions. The condensation temperature was selected for estimating the refrigerant charge amount. The refrigerant charge could be estimated within a prediction error of 5 % by minimizing the differences between simulation and experimental data. The proposed method can be used for predicting the refrigerant charge and detecting faults in air conditioners during refrigerant leakage on the basis of the start-up characteristics of the air-conditioners.

     

R410a和R22平行流冷凝器变工况特性的比较

对比研究了分别采用R22及其替代工质R410a的平行流冷凝器在室外变工况下性能的同异。通过建立平行流冷凝器的稳态分布参数模型,仿真研究了不同冷凝温度下R410a和R22的变工况特性,并引入质能比的概念对这两种工质的单位换热量所需制冷剂质量的多少进行了比较。仿真结果是R410a和R22的换热量、制冷剂侧压降和制冷剂质量随工况和冷凝温度的改变具有的相似的变化趋势,且R410a具有较高的换热量和较低的压降;两者的质能比随进风温度和进风量的升高均呈基本一致的向上抛物线的变化趋势,且R410的质能比低于R22。可以得出R410a与R22具有相似的变工况特性,适合替代R22应用于采用平行流冷凝器的汽车空调。并且R410a在传热、流动性能和降低制冷剂充注量方面均优于R22。     

R32在带经济器的风冷冷热水机组的试验研究

分析了R32替代R410A的优势,针对R32系统排气温度过高的限制,提出采用经济器的方法降低排气温度,从理论方面分析了R32替代R410A后单级压缩制冷系统运行参数的变化。在理论研究基础上,采用某企业生产以R410A为制冷剂带有经济器的风冷热泵机组作为原型机,分别使用R410A和R32作为制冷剂,进行试验研究。试验参照GB/T 18430.2—2008名义工况,对比同一系统采用2种不同制冷剂后,系统充注量、换热量、功率、COP、排气温度等参数的变化。结果表明:R32系统充注量仅为R410A的70%,接近摩尔质量分数。在制冷及制热名义工况下R32能力及能效比均不低于R410A,R32系统排气温度及压缩比明显降低,但采用经济器中间补气后系统性能系数提高幅度不大。     

直流变频跨临界CO2热泵热水器的性能试验研究

在应对全球变暖,高效环保工质的替代研究中,跨临界CO2循环得到了重视.本文搭建了直流变频空气源CO2热泵热水系统实验装置;在最佳充注量0.880kg工况下,分别通过改变压缩机频率、电子膨胀阀开度、水流量来研究了该机组的性能.结果表明:该机组能产生65℃以上高温热水;其相应高压压力达9.5MPa以上,机组处于跨临界运行.在合理匹配压缩机频率、气冷器进水流量和电子膨胀阀开度等参数的基础上,可使机组高效运行,实现节能减排的目标.     

CO_2/润滑油混合物在水平管内流动沸腾换热的试验研究

为了测试润滑油对CO2流动沸腾换热特性的影响,以指导CO2换热器的设计,对CO2/润滑油混合物在水平管内的流动沸腾换热系数进行了试验研究,试验工况质量流量为2.74~5.61kg/h,热流密度为3.2~5k W/m2,测试段入口干度为x=0.2~0.5,蒸发温度在-4~8℃之间,选择PAG作为润滑油,浓度为0~6%。试验结果表明,润滑油浓度越大,CO2的局部换热系数越小;润滑油浓度较低时(<3%),换热系数下降较大,再增大含油量,换热系数下降的趋势减缓。增大蒸发温度可以延迟干涸的发生,相反地,大的热流密度和质量流量可以使管内提前出现干涸。CO2/润滑油混合物的换热系数随蒸发温度的升高而增大,随热流密度和质量流量的增大而减小。     

双并联冷凝器水冷热泵系统模拟与试验研究

运用EES编程建立了水冷热泵系统的数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,主要分析了室内环境温度、冷却水进口温度和流量对系统制热量性能系数和能效比的影响。模拟结果表明:室内环境温度对系统性能系数和能效比影响很大,随着温度的升高制热系数降低;在一定范围内随着进水温度和流量的升高,系统性能系数和能效比急剧增大,但随后趋于平缓,存在最佳流量。通过模拟研究了运行参数对性能的影响,为实际的开发设计和验证提供了依据。根据理论设计,搭建试验样机,利用空调焓差室对该机组进行试验研究,对试验样机在名义工况下的制冷、制热性能进行了测试,水侧和制冷剂侧热平衡偏差在5%以内,进一步验证了测试的准确性。测试结果表明,制冷工况时的性能系数和能效比均低于制热时的,采用双并联冷凝器设计,对于较大制冷量和制热量热泵系统具有明显优势。     

高温热泵用螺杆压缩机电机流场的数值研究

为研究半封闭双螺杆压缩机应用于高温热泵时电机内部的温度分布状况,基于电机结构建立了电机内部制冷剂流道模型,通过CFD模拟了在高蒸发温度时电机内部的温度场与制冷剂R134a速度场。研究结果表明:当蒸发温度升高时,采用进气冷却电机效果减弱,电机内部温度升高,在制冷剂流速较小的区域出现超过100℃的高温点。该研究提供了高进气温度时电机内部温度分布情况,为高温热泵用螺杆压缩机的电机冷却方案提供了思路,同时为压缩机优化设计提供了依据。