热回收式CO2制冷系统性能研究

对热回收式CO2制冷系统性能COP进行了计算和分析,结果表明:蒸发温度、气体冷却器出口CO2温度、热水加热器入口水温是影响其COP的主要因素;回热器出口过热度对COP的影响较小,对压缩机的排气温度影响较大;随着排气压力的升高,COP是否出现峰值,取决于气体冷却器入口制冷剂的特征温度;在相同工况下,蒸发温度、气体冷却器出口CO2温度、回热器出口过热度对最佳排气压力的影响较小,热水加热器入口水温是影响最佳排气压力的主要因素。     

机械过冷CO2引射制冷系统性能研究

利用R134a机械过冷系统对CO2引射制冷系统（ERS）气体冷却器出口工质进行冷却,实验研究了在不同过冷度、排气压力及蒸发温度下机械过冷CO2引射制冷系统（MSERS）的性能,并与ERS系统性能进行了对比分析。结果表明,MSERS系统的COP随着过冷度及排气压力的变化存在最大值,最佳过冷度约为16℃,而最佳排气压力约为8.5Mpa;随着蒸发温度升高,MSERS系统的引射比及COP均增大,且引射比随蒸发温度增大的速度在低蒸发温度工况下比较小。MSERS与ERS系统性能的对比表明,在实验蒸发温度范围内MSERS系统的COP大于ERS系统,且在低蒸发温度工况下MSERS系统COP的改善幅度更大;在蒸发温度小于1℃的工况条件下MSERS系统的引射比比ERS系统的引射比提高了约2.5%～6.0%;在不同的一级节流阀前温度工况下,MSERS系统制冷量比ERS系统提高了约27.2%～35.5%,COP增大了约6.2%～17.6%。     

小型变负荷冷却装置对高热流芯片散热的实验研究

针对一套变容量蒸汽制冷系统,设计制作了迷宫型蒸发冷板,并分别冷却100 W和200 W的模拟芯片,通过实验研究了不同充注量与压缩机转速的变化对系统的压力、温度、能效比的影响关系。实验表明:制冷剂充注量的增加和压缩机转速的上升都会使得系统的蒸发压力与吸排气温度有所提高,而充注量的提升会使制冷量与COP呈先升高后下降的走势,压缩机转速的上升则会改变制冷量上升的速率。最终确定当充注量为75 g、转速为4200 r/min时系统的性能较好,两组模拟芯片的温度均保持在合理范围,此时系统COP为3.17。     

中药浓缩用MVR系统的性能测试与节能研究

介绍用于中药浓缩的机械蒸汽再压缩(MVR)系统,以40%vol乙醇溶媒为蒸发介质,对MVR系统进行性能测试,并与原单效蒸发器进行能耗对比,结果表明:蒸发压力恒定时,系统蒸发量、能效系数(COP)、单位电耗蒸发量(SMER)等参数均随压缩机电机频率增加而上升;电机频率恒定时,提高蒸发压力有利于提升蒸发量与COP;MVR系统投产后,浓缩工艺单位蒸发量能耗从0.104吨标准煤降至0.028吨标准煤,每年可为企业节约391.6吨标准煤。     

CO2跨临界冷热联供循环性能分析

以CO2跨临界循环冷热联供系统为研究对象,通过理论计算分析了传热窄点温差约束下系统供热温度、供冷温度、制热系数（COPh）和制冷系数（COPc）随压缩机排气压强、气体冷却器出口工质温度和蒸发温度的变化规律。结果表明：供热温度随压缩机排气压强和气体冷却器出口工质温度的提高而升高,随蒸发温度的提高而降低;供冷温度只随蒸发温度变化;COPh和COPc随气体冷却器出口工质温度的提高而减小,随蒸发温度的提高而增大;当气体冷却器出口工质温度为30~40 ℃时,随压缩机排气压强的增大,COP减小,当气体冷却器出口工质温度为45 ℃时,COP先增大后减小;在考察工况下,当蒸发温度为-25 ℃、气体冷却器出口温度为45 ℃时,循环系统在压缩机排气压强为14 MPa可以达到最大供热温度120.65 ℃、最低供冷温度-15 ℃,此时系统COP为2.94。     

太阳能对热泵循环性能的影响

利用太阳能-土壤源复合热泵实验平台进行太阳能热泵运行实验,分析提高蒸发器进口水温对热泵性能的影响。实验结果表明:随着蒸发器进口水温的升高,热泵吸热量和制热量增速较大,输入功率增速较小,因而机组COP和系统COP也随之升高。压缩机排气压力和吸气压力也随之升高,但排气压力的增速小于吸气压力的增速,压缩比逐渐减低。提高蒸发器进口水温可以提高蒸发温度,进而明显改善热泵的性能状态。     

基于MVR技术的单级双效蒸发浓缩系统性能分析

随着我国工业废水行业市场规模与平均处理成本的逐年上升,先进蒸发浓缩技术得到了广泛关注。本文在机械蒸汽压缩机升压能力不断提高的现状基础上,提出机械蒸汽再压缩（MVR）单级双效蒸发浓缩系统,研究物料浓度、蒸发温度、压比、换热温差等对系统热力性能的影响,并通过对比单级压缩机系统,获得单级双效MVR系统的性能分析曲线和节能优势。结果表明,单级双效MVR系统压缩机压比大于1.9时,系统能效系数（COP）可达25以上;在满足蒸汽温升的条件下,系统COP随压缩机压比、蒸发温度升高而降低,压比升高0.1,COP下降4.4%;第一效蒸发温度升高10℃,COP下降3.1%。     

CO_2跨临界热泵和加热炉冷却循环耦合系统性能分析

提出跨临界CO2热泵和朗肯循环耦合实现加热炉的余热回收。基于热力学研究方法,分别对影响耦合循环效率和CO2跨临界热泵性能的关键参数进行了研究。随着热泵性能COP的提高,耦合循环的效率提高。当热泵性能超过限定值后,压缩机耗功比值越大,耦合循环效率越低。排气压力范围内,热泵性能和耦合循环效率均有极值。给定条件下最优排气压力为8.5 MPa,热泵性能COP为4.2,耦合循环效率为0.35。蒸发温度提高或冷凝温度降低,均有利于热泵性能和耦合循环效率的提高。此研究为回收加热炉余热和提高电厂效率提供理论基础。     

变工况下跨临界二氧化碳空气源热泵系统性能的实验研究

以跨临界二氧化碳空气源热泵系统为研究对象,研究了电子膨胀阀开度、压缩机频率对系统COP以及制热量的影响,并提出更高效的热泵运行方案。实验结果表明:在不同的阀开度下,系统COP均出现先上升后下降的趋势,随着加热过程进行,阀开度越大COP下降的幅度越大;压缩机频率的提升会使系统最大COP下降;系统在75 Hz下加热水箱温度至38 ℃后,将系统频率调节至85 Hz可以使系统在保持高COP运行的同时减少加热时长,加热速率提升约18%。     

基于R410a的冷冻系统制冷性能实验研究

针对常规的冷库冷冻系统存在压缩机排气温度高、制冷性能低等问题，搭建了一套基于R134a准双级转子式压缩的微通道换热器型冷冻系统。通过改变库外温度，研究不同温度下补气工况以及不补气工况对冷冻系统性能的影响。结果显示：随着库外环境温度的升高，压缩机功率和排气温度均升高，制冷量和系统COP均下降。采用中压补气技术后，与不补气工况相比，排气温度降低32.50%～37.56%，制冷量上升17.66%～37.06%，压缩机功率提高12.31%～32.23%，系统COP升高1.12%～4.74%。     

Solar heat pump drying and water heating in the tropics

In this study, the performance of a solar assisted heat pump dryer and water heater has been investigated. A simulation program has been developed. The predicted results are compared with those obtained from experiments under the meteorological conditions of Singapore. A coefficient of performance (COP) value of 7.0 for a compressor speed of 1800 rpm was observed. Maximum collector efficiencies of 0.86 and 0.7 have been found for evaporator–collector and air collector, respectively. A value of the specific moisture extraction rate (SMER) of 0.65 has been obtained for a load of 20 kg and a compressor speed of 1200 rpm. Results suggest that the total drying time of the product decreases with the increase in drying potential. Drying potential is directly proportional to the air flow rate, drying air temperature and inversely proportional to the air relative humidity. Three important parameters that affect the system performance are solar radiation, compressor speed and the total load placed in the drying chamber. Both SMER and COP decrease with increase in compressor speed.     

供暖用CO2空气源热泵变频运行性能研究

采用压缩机变频、设置回热器与气液分离器辅助加热等技术途径,设计与构建一种供暖用CO2空气源热泵系统。在此基础上,建立响应面模型对供暖用CO2空气源热泵的压缩机运行频率进行优化,以提高供暖用CO2空气源热泵的低温性能。响应曲面法分析结果表明,低温环境下压缩机合理升频运行可有效提高供暖用CO2空气源热泵制热量,虽压缩比增大,但仍能保证压缩机稳定运行。为提高供暖用CO2空气源热泵的性能系数(COP),在低温环境下压缩机可分段变频运行。当环境温度依次为-5、-10及-15℃时,COP最大时对应的压缩机运行频率分别为55、58及60 Hz。     

Thermal performance of a solar-assisted heat pump drying system with thermal energy storage tank and heat recovery unit

Thermal performance parameters for a solar-assisted heat pump (SAHP) drying system with underground thermal energy storage (TES) tank and heat recovery unit (HRU) are investigated in this study. The SAHP drying system is made up of a drying unit, a heat pump, flat plate solar collectors, an underground TES tank, and HRU. An analytical model is developed to obtain the performance parameters of the drying system by using the solution of heat transfer problem around the TES tank and energy expressions for other components of the drying system. These parameters are coefficient of performances for the heat pump (COP) and system (COPs), specific moisture evaporation rate (SMER), temperature of water in the TES tank, and energy fractions for energy charging and extraction from the system. A MATLAB program has been prepared using the expressions for the drying system. The obtained results for COP, COPs, and SMER are 5.55, 5.28, and 9.25, respectively, by using wheat mass flow rate of 100 kg h⁻¹, Carnot efficiency of 40%, collector area of 100 m², and TES tank volume of 300 m³ when the system attains periodic operation duration in fifth year onwards for 10 years of operation. Annual energy saving is 21.4% in comparison with the same system without using HRU for the same input data.     

基于蒸汽再压缩技术的低温干燥系统设计与节能分析

为了解决干燥行业热效率低下的问题,本文将机械蒸汽再压缩技术引入热敏性物料的低温干燥领域,设计了一种新型低能耗低温干燥系统,并采用夹点分析技术对新型低温干燥系统的热力性能进行了优化。计算结果表明,所设计的新型低温干燥系统能耗为19.57 kW,与相同条件下的常规低温干燥系统相比,新型干燥系统的能耗仅为常规低温回热干燥系统的7.7%。同时,系统能耗随着蒸发温度与压缩机压比的降低而不断下降。所做工作为低温干燥系统的性能分析及优化提供了参考。     

CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环热力学分析

建立了同时采用双级压缩和利用喷射器代替节流阀的CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环模型,在系统稳定运行的条件下,分析了高压压力、气体冷却器出口温度、蒸发温度和高、低压压缩机吸气过热度对循环性能的影响,并与CO2跨临界单级压缩/喷射制冷循环和双级压缩制冷循环进行了比较.结果表明:在给定条件下,双级压缩/喷射循环的性能系数明显优于其他两种循环;随着气体冷却器出口温度的升高和蒸发温度的降低,循环的性能系数分别降低了54.9%和43.2%,并且其下降速度大于双级循环的性能系数下降速度;高、低压压缩机吸气过热度升高均导致双级压缩/喷射循环性能系数降低.     

蒸汽再压缩热泵系统用于固体干燥节能分析

机械式蒸汽再压缩( MVR)热泵系统是一种新型高效节能装置,完全回收利用了蒸发过程产生水蒸气的潜热.本文分别计算了蒸发温度为100C和80C时蒸汽再压缩热泵系统在各种传热温差下的COP值,结果显示MVR系统具有良好的节能优势.此外,本文还将蒸汽再压缩热泵系统应用于固体干燥,并对各种固体干燥实验系统做出设计分析.     

太阳能热泵系统的试验研究与分析

为研究以太阳能为低温热源的供热运行特点,建立了太阳能热泵系统试验台及试验台测量系统,使用数据分析软件处理不同工况下的试验数据,分析了蒸发和冷凝温度对吸热量、制热量、压缩机状态、系统COP的影响。结果表明,太阳能热泵系统在运行期间节能效果明显,蒸发温度的增大有利于提高太阳能热泵系统的工作性能。     

Theoretical and experimental studies on optimum heat rejection pressure for a CO2 heat pump system

The experimental and simulation researches have been conducted to investigate the relationships between optimum heat rejection pressure and other related operating parameters for a transcritical CO₂ heat pump system with two throttle valves. It proved that it is relatively reliable to control the heat rejection pressure of the CO₂ system with two expansion valves in series. The experimental results also show similar trends with those from simulation, under widely different operating conditions. Thus both the simulation and experimental results meet here: for a transcritical CO₂ cycle, there exists an optimal heat rejection pressure, under which the system can reach the maximum heating coefficient of performance (COP). Furthermore, the research also reveals that the optimal heat rejection pressure mainly depends on the refrigerant outlet temperature of gas cooler whereas the evaporating temperature and the performance of the given compressor have smaller effect on the optimum heat rejection pressure. Based on the experimental data, a correlation of the optimal heat rejection pressure with respect to mainly involved parameters is obtained for specific conditions.     

太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统实验研究

利用实验的方法,研究了太阳辐照度、外界气温和风速、初始水温、蒸发器出口温度和压力等对太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统运行状况和COP的影响。实验结果表明,系统COP随初始水温的升高而增大;太阳辐照度、外界温度和风速对热泵系统性能的影响主要体现在对系统循环水温的影响;在一定范围内,蒸发压力和蒸发温度越高,热泵系统的COP越大。