运行模式及参数对吸附制冷系统性能的影响

因为气候变暖及能源短缺,新能源制冷技术受到了越来越多的关注.为了验证吸附制冷技术在实际应用中实现节能减排的潜力及静电喷涂技术在吸附制冷系统中应用的可行性,研发一台双箱吸附制冷系统.吸附剂由硅胶构成,涂敷式吸附床由静电喷涂技术喷涂而成.研发了一种新型回质回热运行模式,为了探讨该运行模式对系统性能的影响,设计、测试并对比了多种运行模式,发现添加了该新型运行模式具有一定的优越性,相对于基本运行循环性能提升了113.7％.试验中通过控制变量法,对多个运行参数进行了研究及优化,例如:吸附/脱附时间、回质时间、回热时间、冷却水进水温度、热水进水温度等.发现各个运行参数对系统性能均有不同程度的影响.在25℃冷却水进水温度、90℃热水进水温度、16℃载冷水进水温度、660 s吸附/脱附时间、85 s回质时间、50s回热时间、2 kg/min载冷水流速、8 kg/min热水以及冷却水流速的工况下,系统能效比为0.25、单位制冷量为180.4 W/kg.由试验结果可见,吸附制冷系统以及由静电喷涂技术制作而成吸附床对节能减排有促进作用,有一定的应用前景.     

医院温湿度独立控制系统中新风除湿方案和运行分析

通过几种不同除湿方案的分析比较和温湿度独立控制空调系统中新风除湿的实际运行效果分析,表明双冷源新风机组采用了热管热回收、内冷式蒸发冷却、冷凝热回收等多种节能技术,具有明显的节能特性。     

并联分离式热管内传热特性的试验研究

对一组毫米级的并联分离式热管进行了可视化试验研究。该热管由石英玻璃制成,蒸发段及冷凝段均由7根立管(内径为4 mm)组成,且蒸发段与冷凝段由绝热段(内径20 mm的横管)连接。采用甲醇为工质。本试验的目的是,揭示毫米级的小管径热管内部所存在的复杂的气液两相现象,更好地了解其运行特征。试验表明加热温度及充液率等对并联分离式热管的流型及热力性能有着重要的影响。     

工程机械余热驱动冷管型吸附空调的运行特性

设计建造一种利用工程车余热驱动的冷管型组合式吸附空调系统,建立相应的理论模型和性能分析指标,在此基础上进行空调系统的运行性能试验与分析。在一定的外部环境工况和循环半周期为30 min条件下,当 吸附床采用风冷时,空调器最大制冷降温幅度为13.0 ℃,最大制冷功率为1.10 kW,平均制冷功率842 W, 性能系数e c=0.168,单位质量吸附剂制冷功率Ps=88.2 W·kg–1。当吸附床改进冷却方式后,空调器最大制冷 降温幅度为14.0 ℃,比风冷状态下提高1.0 ℃,最大制冷功率达1.21 kW,平均制冷功率926 W,e c=0.177,Ps= 97.0 W·kg–1。可得出以下结论,吸附床冷却方式改进后系统e c提高约5.4%,最大制冷功率、平均制冷功率和Ps各提高将近10%。     

一种新颖吸附制冷管的设计及性能实验研究

在针对余热吸附式冷管前期研究成果的基础上,以CaCl2-NH3为吸附工质对设计制作了一种新颖的吸附式冷管.该吸附式冷管主要由发生/吸附段、冷凝/蒸发段组成,两段间采用了毛细管柔性联接方式.对所设计冷管初步的实验研究表明,在热源温度200℃及环境温度23℃时,冷管最低制冷温度可达-2℃,在0℃左右可持续约60min,总的制冷时间约为160min.若热源温度提高,可使解吸周期缩短且吸附制冷时间保持不变,但并不能使最低制冷温度降低（反而有所升高）.     

新型吸附式盐溶液水分离装置设计与机理研究

为了在盐水分离领域更高效地利用太阳能、地热及发动机余热等低温热源,参考传统海水淡化装置,设计一种将喷雾闪蒸、热管传热与固体吸附耦合集成的新型吸附式盐溶液水分离装置,并对氯化钠含量为3%的盐溶液进行水分离试验,结果表明:溶液经雾化闪蒸后温度骤降,接触热管冷端后吸收大量热量蒸发,该装置可利用40~100℃的低温热源,单级可分离盐溶液中18%~60%的水分;热源温度是影响分离率的关键因素;吸附剂的吸附作用在相同热源温度下可大幅降低闪蒸室蒸发压力,提高过热度;整个吸附及脱附周期内压力呈规律性变化,不仅受吸附床切换而骤变,还受闪蒸室热源与吸附剂内冷却水温度的变化影响;降低冷却水温度可明显降低蒸发室平衡压力,保证蒸发器内液滴持续蒸发,提高分离率。     

单回路闭式脉动热管内流型的模拟研究

对一个单回路的闭式脉动热管内的气液两相流型进行了数值研究.该回路由一段水平的蒸发管,一段水平的冷凝管以及两段垂直的绝热管构成.在对控制单元进行质量、动量和能量守恒分析的基础上,分别建立了适用于毛细管内气液两相流的均相和分相模型,并将其应用于脉动热管中.模拟结果能较好的预测回路内各部分的流型及流态转换.     

减阻剂生产工艺分析及余热回收系统的设计

探讨并确定热油加热、热泵冷却作为减阻剂生产过程中使用的加热、冷却方式。结合系统需求对热油加热固有缺点加以改进,设计了加热回路和余热回收系统回路,两回路的配合使用可最大限度的回收余热,系统充分挖掘了热泵的潜力,对其制热、制冷功效同时加以利用。依据热力学原理对生产过程中可回收的热量进行量化计算,得出余热回收系统每天回收的余热可产生55℃的热水12945.33L,可供161人的洗浴用水。     

空调性能试验装置用分离组合式空气热回收器的传热性能分析

热管的工作性能会随着其结构的不同而改变.本文采用离散型计算方法,研究了不同管排组合方式对分离组合式空气热回收器传热性能的影响.计算结果表明,不同管排组合方式对蒸发段和冷凝段的出口温度和换热量均存在影响,得出了空气热回收器的最佳管排排列方式,为工程实际应用提供理论依据.     

热管废热回收蒸发器在浊水余热回收中的应用

针对污水的特性,为避免生活污水与热泵工质R22产生交叉污染,从而导致系统不能正常运行的可能性,提出在污水与热泵系统工质R22之间采用一个热管换热器,得出在系统增加了一个热管换热器的情况下,污水流量一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵系统R22工质蒸发温度,污水废热回收热量随污水进口温度的增大而增大,其中热泵工质蒸发温度的增幅最大,达到65.79%,废热回收热量的增幅最小,为6.8%,污水入口温度一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵工质蒸发温度,废水回收热量随着污水流量的升高而升高,但是热泵工质蒸发温度的和性能系数COP值的增幅减少,热泵制热量,热管工质蒸发温度以及废水回收热量的增幅缓慢增加.     

热回收式溶液除湿蒸发冷却空调制冷系统理论研究

提出了一种热回收式溶液除湿蒸发冷却空调系统,可以全年运行,借助蒸发冷却技术和直接接触换热器,大幅度降低了冷却水的消耗量,能够回收利用室内排风的冷热量,与同类系统相比,具有更高的运行效率,通过计算和分析,结果表明:蒸发式冷却器是影响冬季热回收量的主要因素,为进一步提高整个系统的性能,其蒸发器、蒸发式冷凝器、蒸发式冷却器应按冬季工况进行设计和匹配,在西安冬夏季空调室外计算参数下,系统的性能系数TCOP、COP和COPh分别为0.925、0.6516和4.17。     

Effect of the switching time on the performance of an adsorption chiller

The switching time is an important operating condition that must be correctly anticipated for an effective adsorption cooling system. Before the adsorption (or desorption) process begins, time is required to cool down (or heat up) the bed temperature so that the bed pressure reaches the evaporator pressure (or condenser pressure). During the switching time, the supplied heat is reduced and pressure overload conditions can be avoided. The switching time cannot be estimated early on, and an improper switching time degrades the system performance. Thus, this study provides guideline with which to determine the required time to open this valve, i.e., the switching time, and carefully examines the thermo-physical behavior in the adsorption bed during this period. A two-dimensional numerical method with the composite sorbent of SWS-1L and a water pair is applied to a fin-tube type adsorption chiller. Three cases of no switching time, the optimal switching time and a double the optimal switching time are examined. The results show that no consideration of the switching time overestimates the performance of the adsorption cooling system in terms of the Coefficient of performance (COP) and the Specific cooling power (SCP). On the other hand, if the switching time exceeds the optimal value, the performance of the adsorption cooling system is also reduced compared to that when using the optimal switching time. The dependency of the optimal switching times on various design parameters, such as the fin pitch, fin height and heating temperature, is also examined.

     

冬季工况下R32热泵性能的试验研究

以一台变转速热泵空调器为研究对象,测试其在冬季用R32做制冷剂时机组的能效及换热器的传热性能,以研究制热工况下空调系统中用R32作为替代制冷剂的可行性。试验测量参数包括蒸发器(室外机)和冷凝器(室内机)的传热系数、换热量、总压力降以及整机制热工况下的COP。通过结构匹配的室内、外侧两换热器在系统运行中同步测量,结果表明:冬季名义制热工况下,R32空调系统的制热能力比用R410A高出约3.0%,蒸发器、冷凝器的传热系数也有所提高,其中蒸发器的传热性能提高约6.0%,冷凝器传热性能提高约6.7%,而压降对比则变化不大。     

回质回热对吸附式制冷循环性能的影响

回质是改善吸附循环性能的重要手段。根据工况的不同,简单回质过程可能提高系统的性能系数;研究表明,回质过程大幅度地提高了每循环制冷量;回质回热复合循环具有较高的性能系数;回质过程可以有效缩短循环周期,增加系统的制冷／供热功率。     

复合中空热管传热性能研究

为了解决工业中的大量低品质烟气余热的回收利用和烟气酸露点腐蚀导致设备容易失效的工程问题,提出了一种复合中空热管传热元件,介绍了其结构及工作原理;对其内部传热机理进行了分析,并对其启动特性、等温性能和传热性能进行了试验研究。研究结果表明:复合中空热管在外管壁温度30℃时,加热时间2 min之内就能正常快速启动工作;在自然空气对流冷却条件下,具有较好的等温特性;复合中空热管的传热系数随着冷却水雷诺数的增加而增加;在加热蒸汽温度低于125℃的低温蒸汽加热条件下,当冷却水的雷诺数为6650时,复合中空热管的传热系数为1350W/(m2.℃)。试验研究结果为复合中空热管换热器的工程应用提供了基础。     

吸附式空调系统中吸附床的数值模拟与分析

针对吸附床及其换热流体建立了传热传质耦合的动态模型,并对该模型进行了数值求解,得出了吸附剂的温度场;探讨了多个因素对单位吸附床质量制冷功率(SWP)的影响。研究表明:吸附床结构参数、传热热阻以及循环时间对SWP的影响比较大且存在最佳值使系统SWP最大。     

太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收分析

对太阳能燃气热泵供暖系统及余热回收性能进行了研究。建立了系统的仿真模型,对套缸冷却系统和排烟余热回收器进行了模拟计算。分析了套缸冷却水流量的变化规律、确定了排烟余热回收比(排烟余热中回收的热量占排烟余热总热量的比例)、热回收循环水流经套缸冷却器及排烟余热回收器后的温升情况,最后以沈阳地区某建筑为例,对系统余热回收的经济性进行了分析。结果表明:发动机转速每增加100r/min,所需的套缸冷却水流量增0.285~1.21g/s;排烟余热回收比为0.7时,系统可以获得最大的能源利用率(是指有效利用部分与总能源量的比值);热回收循环水流经套缸冷却器后温度上升2~5℃,在最佳的余热回收比下,热回收循环水流经排烟余热回收器后温度可提高2℃左右;运行时间超过2年时,余热回收型太阳能燃气热泵比非余热回收型太阳能燃气热泵更加经济。     

低温余热驱动的氯化钙-氨化学吸附制冷性能研究

对以氯化钙-氨为工质对的两床吸附式循环制冷系统进行了实验研究.对实验过程中床内压力、盐水温度的动态变化进行了分析;并研究了热源温度和回质时间对系统制冷性能的影响.研究分析的结果可为改善吸附制冷系统性能及其优化设计提供指导.     

Reassessment on the application of the embossed plate heat exchanger to adsorption chiller

In the authors’ previous work, an embossed plate heat exchanger was proposed to the adsorption bed and results showed that the plate heat exchanger adsorption chiller had a lower Coefficient of performance (COP) but higher Specific cooling power (SCP) than those of a fin-tube type adsorption chiller, which shows high potential to resolve one of the most serious disadvantages of the adsorption cooling system, i.e., system size. However, only one section of the repeating embossed pitch plate was used and a uniform inlet flow condition was applied, which might have caused a distortion in estimated performance. We have reassessed the embossed plate heat exchanger adsorption bed by including the end effect to examine the real benefit of the proposed heat exchanger. The result showed that SCP was not significantly changed, while a 66.4 % increase in COP was observed. The proposed embossed plate heat exchanger adsorption bed is expected to provide advantages in both COP and SCP compared to a fin-tube type adsorption bed.