二氧化碳制冷技术

CO2作为一种天然工质，是目前CFCs工质替代的一个重点研究方向。根据CO2作为制冷剂的相关热物理和化学性质及CO2制冷循环，说明采用CO2作制冷剂、采用跨临界循环的优越性。介绍CO2制冷循环系统关键设备——压缩机、膨胀机、气体冷却器／蒸发器的研究进展情况，并对采用CO2作制冷剂的汽车空调、热泵系统的应用进行综述，指出今后研究的发展方向。     

二氧化碳跨临界循环制冷的开发与研究进展

由于近年来制冷剂对臭氧层的破坏和全球温室效应等环保问题日益突出,CO2作为理想的制冷剂开始重新得到重视。给出了CO2跨临界制冷循环的典型流程和特点;对国内外针对超临界CO2特性的、CO2制冷循环、CO2制冷设备的开发以及CO2跨临界循环系统安全性与可靠性等四个方面的研究现状进行了综述,指出了二氧化碳跨临界循环制冷今后的发展趋势。     

应用于展示柜的CO_2蒸气压缩式制冷系统循环的分析

近年来,制冷剂对臭氧层的破坏和全球温室效应等环保问题日益突出,CO2作为理想的制冷剂开始重新得到重视。本文介绍理论的跨临界CO2蒸气压缩式制冷循环,对实验室现有CO2跨临界制冷系统进行一系列研究,并与常用制冷剂的循环进行对比,认为CO2制冷循环取代传统制冷循环应用于展示柜可大大提高制冷效率。     

CO_2跨临界循环与常规制冷剂循环性能比较

在制冷空调产品及热泵热水机国家标准规定的名义工况下,比较CO2跨临界循环与R22,R410A和R404A单级蒸气压缩循环的理论循环效率。结果表明:在空调制冷名义工况下,R22理论循环效率最高,CO2的理论循环效率只有R22的50%~60%;在热泵热水机名义工况下,CO2的理论循环效率最高,可以达到R22的145%;CO2跨临界循环受冷却器压力及出口温度2个方面的影响,适当降低CO2冷却器出口温度可改善循环效率,应用CO2制冷剂需要通过改善循环和优化控制提高系统的能效。     

地埋管换热器变热流工况下换热模型及其试验验证

在制冷空调产品及热泵热水机国家标准规定的名义工况下,比较CO2跨临界循环与R22,R410A和R404A单级蒸气压缩循环的理论循环效率。结果表明：在空调制冷名义工况下,R22理论循环效率最高,CO2的理论循环效率只有R22的50％～60％;在热泵热水机名义工况下,CO2的理论循环效率最高,可以达到R22的145％;CO2跨临界循环受冷却器压力及出口温度2个方面的影响,适当降低CO2冷却器出口温度可改善循环效率,应用CO2制冷剂需要通过改善循环和优化控制提高系统的能效。     

跨临界二氧化碳制冷技术现状研究

二氧化碳作为一种自然制冷剂，可以根本上解决制冷系统的CFCs工质替代问题。本文介绍了二氧化碳跨临界制冷循环系统及其关键设备——制冷压缩机、气体冷却器、蒸发器、膨胀机的研究设计进展情况，并详细介绍了压缩机、气体冷却器和膨胀机的性能影响因素。     

CO2制冷特性和应用分析

介绍了CO2制冷剂的的历史和发展;分析总结了CO2的物理化学性质和制冷特性;阐述了亚临界循环、跨临界循环等4种制冷循环的基本原理;介绍了CO2制冷技术在汽车空调、热泵系统和复叠式制冷系统等方面的应用。     

CO2跨临界循环及其在汽车空调系统方面的研究状况

介绍了CO2制冷剂的物理特性,分析了CO2跨临界制冷循环的特点,综述了目前国内外CO2跨临界循环在汽车空调方面的研究状况,并指出了一些亟待解决的问题.     

CO2制冷技术新发展

由于CFC类制冷剂对臭氧层的破坏作用。自然制冷工质如CO2受到越来越多的关注。文中介绍了CO2作为制冷剂的发展历史（主要是CO2亚临界制冷循环的发展应用的历史）和它退出历史舞台的原因；根据CO2作为制冷剂的相关热物理和化学性质以及三种可能的CO2制冷循环，说明了采用CO2为制冷剂，采用跨临界循环的优越性和必要性；对各国采用CO2为制冷剂的制冷，空调，热泵系统的应用及其研究情况进行了综述了评价，指出了现今研究的不足和今后的发展方向。     

跨临界CO2两相流引射制冷系统性能实验研究

对跨临界CO2两相流引射制冷系统性能进行了实验,分析了工况及引射器几何参数对系统性能的影响,结果表明:在实验工况范围内,跨临界CO2两相流引射制冷系统制冷量和COP随气体冷却器压力的升高而升高,随气体冷却器出口温度的升高而降低。对于使用不同喉部直径喷嘴的系统,在相同工况下,引射器喷嘴喉部直径较大的系统的性能较好。对于使用不同直径混合室的系统,随着气体冷却器压力的升高,使用小直径混合室的系统COP变化较大;当气体冷却器压力较低时,使用大直径混合室的系统COP较高,而当气体冷却器压力较高时,使用小混合室直径的系统性能较好。在相同工况下,与传统跨临界CO2循环进行比较,两相流引射制冷循环系统COP最大可提高14%。     

机械过冷CO_2跨临界制冷循环性能理论分析

采用蒸气压缩制冷循环(辅助循环)对CO_2跨临界制冷循环气体冷却器出口的CO_2流体进行冷却,可减小节流不可逆损失,提高循环性能。本文对机械过冷CO_2跨临界制冷循环进行热力学循环分析,结果表明:当在最优排气压力和最优过冷度两个参数条件下,循环存在最大COP。环境温度越高、蒸发温度越低,采用机械过冷方法使循环性能提升越显著,相对传统CO_2制冷循环,通过辅助循环可显著提高循环COP,降低CO_2排气压力和温度。相对CO_2压缩机,辅助循环压缩机的功耗较少。分析了辅助循环中采用11种不同制冷剂的性能,可得除R41外,其它10种工质对循环整体COP的提升程度差异不明显。综上所述,机械过冷CO_2跨临界制冷循环更适用于环境温度较高、蒸发温度较低的场合。     

N_2O跨临界双级压缩带膨胀机制冷循环

将天然工质N_2O用于跨临界循环,建立了相应的理论模型,比较了CO_2和N_2O用于跨临界两级压缩膨胀制冷循环的性能.结果表明:N_2O用于跨临界两级蒸气压缩膨胀制冷循环中的综合性能要优于CO_2.在所选定的工况范围内,N_2O系统的C_(cop)值(性能系数)比CO_2最多提高9.6%,当气冷器出口温度越低、蒸发温度越高时,N_2O系统的C_(cop)值增加越明显;N_2O系统的最优高压压力远低于CO_2,在气体冷却器出口温度为40 ℃时,最优高压侧排气压力最多降低了16.2%;N_2O系统在排气温度、单位质量制冷量方面也较CO_2具有优势.最后提出通过降低气体冷却器出口温度来提高跨临界带膨胀机制冷循环性能和降低最优高压侧排气压力的观点.     

跨临界CO2水冷式制冷系统热力学分析

本文通过对跨临界CO2水冷式制冷系统进行变工况模拟与热力学分析,得出系统主要性能参数的变化规律,以及最优压力值与气体冷却器出口温度之间的关联式.这些结论可为跨临界二氧化碳制冷系统的设计和控制提供依据.     

跨临界CO2热泵热水器系统的试验研究

介绍带回热器的跨临界CO2热泵热水试验系统。通过改变气冷器水流量对跨临界CO2水-水热泵多种工况的循环性能进行试验研究,获得一系列试验数据。试验结果表明:跨临界CO2热泵循环可获得比常规工质要高的出水温度;增加气冷器水流量可有效提高系统的制热系数。     

Study of capillary tubes in a transcritical CO2 refrigeration system

Capillary tubes have been used in refrigeration systems for many years, but not with a transcritical CO₂ system. In this article, the effects of capillary tubes in a transcritical CO₂ refrigeration system have been investigated experimentally and theoretically. Different types of capillary tubes with different lengths (0.5–4 m) and diameters (1–2 mm) have been tested. The result of this work is a static model, which is used in the further work to make a simulation model (static) of a complete refrigeration system. The model is based on Friedel's and Colebrook's pressure drop correlations.

The behaviour of an adiabatic capillary tube in a refrigeration cycle has been investigated theoretically. The conclusion is that the COP of a system with capillary tubes generally is better than when a fixed high pressure is used, but not as good as when variable optimal high pressure is used. Capillary tubes are especially interesting in applications where the evaporation pressure is constant and the temperature out of the gas cooler varies no more than ±10 K from the design condition. The reduction in COP is more significant at low temperatures out of the gas cooler.     

不凝气体对跨临界CO2制冷系统性能影响的分析

本文选择不凝气体氮气作为添加剂加入到CO2跨临界制冷循环系统中,通过理论分析和计算仿真研究氮气对系统制冷性能的影响。首先分析CO2工质和氮气的基本物性参数,N2的加入会改变CO2工质物性参数,本文通过计算得出添加剂使CO2工质的饱和压力和液体比热提高,粘度系数、表面张力、液/汽密度比和导热系数降低。同时分析N2在蒸发器内可作为汽化核心,实现非均匀核化过程,从而降低成核温度,提高换热系数。同时N2的加入会降低压缩机排气温度,减小压缩机功率,从而提高系统制冷性能,并随浓度的增加而增加。本文为跨临界CO2制冷循环系统高效应用研究提供理论依据。     

CO2跨临界膨胀机的开发与实验研究

作为自然工质,CO2制冷系统越来越受到关注,然而目前CO2跨临界循环研究面临的最大问题是如何提高系统效率,使之能与普通工质循环竞争。为降低CO2跨临界循环的节流损失,开发膨胀机代替节流阀是研究的重要方向。文中给出开发CO2滚动活塞膨胀机的依据,以及在设计过程中需解决的吸气控制系统、泄漏和摩擦等问题采取的措施,同时建立CO2跨临界循环系统带膨胀机系统的实验装置,并对CO2滚动活塞膨胀机进行实验研究,发现膨胀机的输出功与负载有关,同时得出膨胀机的最高效率可达到32％以上,进一步的改进工作仍在进行。