R245fa传热性能实验

蒸发器和冷凝器的传热性能是影响制冷机组和双工质发电机组做功效率的关键因素,为了提高中低温余热在热泵机组和地热双工质发电系统中的利用效率,本文选用R245fa循环工质,对满液式蒸发器和冷凝器进行实验研究,分别讨论热水温度进口温度对蒸发器和冷凝器的传热系数、蒸发压力和冷凝压力的影响。研究结果表明,在工质流量和冷却水流量保持不变的条件下,蒸发器传热系数随着热水进口温度和温差的增大而减小,冷凝器的传热系数随着热水进口温度的增加先增大后减小,蒸发器传热系数可以达到2500 W/(m2?℃);蒸发器压力和汽轮机前后的压差随着热水出口温度的增加而增加,热水流量对蒸发压力和冷凝压力的变化浮动较小。     

R245fa传热性能实验研究

蒸发器和冷凝器的传热性能是影响制冷机组和双工质发电机组做功效率的关键因素,为了提高中低温余热在热泵机组和地热双工质发电系统中的利用效率,本文选用R245fa循环工质,对满液式蒸发器和冷凝器进行实验研究,分别讨论热水温度进口温度对蒸发器和冷凝器的传热系数、蒸发压力和冷凝压力的影响。研究结果表明,在工质流量和冷却水流量保持不变的条件下,蒸发器传热系数随着热水进口温度和温差的增大而减小,冷凝器的传热系数随着热水进口温度的增加先增大后减小,蒸发器传热系数可以达到2500 W/(m2·℃);蒸发器压力和汽轮机前后的压差随着热水出口温度的增加而增加,热水流量对蒸发压力和冷凝压力的变化浮动较小。     

过冷度对地热发电非共沸工质有机朗肯循环热力性能的影响

有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）是利用中低温地热能（< 150℃）发电的主要途径,在实际运行中,非共沸工质往往会冷凝至过冷状态。分析了冷凝过冷度对非共沸工质ORC热力性能的影响,建立了ORC、内回热（internal heat exchanger,IHE）ORC的热力学模型,以净输出功最大为目标函数优化了工质的蒸发压力,并开展了系统的㶲分析。结果表明：过冷度影响了工质与冷源换热流体间的温度匹配特性,受夹点温差的限制,随着过冷度的增加,工质的冷凝压力上升;过冷度亦改变了预热器和蒸发器的热量分摊,随着过冷度的增加,最佳蒸发压力亦上升。混合工质异丁烷/异戊烷的质量配比为0.4：0.6时,净输出功受过冷度的影响最大,当过冷度为2℃时,净输出功下降了4.36%。IHE回收膨胀机排汽的余热,提高了预热器入口温度,可提高过冷ORC系统净输出功0.55%。过冷度增大了冷凝器的㶲损失;采用内回热冷凝器的㶲损失降低了24.7%。     

有机朗肯循环发电系统设计及实验研究

本文以90~150℃低温余热热源的回收利用为前提,搭建了有机朗肯循环(ORC)发电系统实验平台。通过调节透平膨胀机入口压力,改变蒸发温度,实验研究蒸发温度对膨胀机性能和系统性能的影响。结果表明:当蒸发温度从76℃升高到84℃时,膨胀机入口温度逐渐升高,使膨胀机转速增大约9.11%,膨胀机输出功率增大1.26 kW,最高等熵效率为80.6%;系统循环净功、热效率、不可逆损失及效率均随蒸发温度的升高呈增大趋势,分别增大了33.9%、26.7%、15.4%、27%。     

有机朗肯循环的发电系统的实验研究

以低温热蒸汽来模拟废热作为有机朗肯循环(ORC)的热源,建立了以R134a为制冷剂的有机朗肯循环发电系统。通过EES(engineering equation solver)软件对ORC系统进行了数学建模,并将实验与模拟结果进行了比较。结果表明:系统以R134a为工质运行,可以达到8%的发电效率;当膨胀机进口的状态为饱和或者过热时,系统的热效率与发电量都会随着进口压力的增加而增加;系统压力较低的时候,系统的不可逆程度较大,系统效率会有较大损失。     

耦合双循环冰箱运行参数与耗电量实验研究

本文研究了耦合双回路冰箱样机在不同工作状态下的运行参数,同时在标准工况下测量了系统耗电量,并与现有产品进行对比。结果表明:系统在耦合运行后,冷藏循环负荷增加导致两台样机冷藏循环的冷凝压力比耦合前分别上升23 k Pa和40k Pa,蒸发压力比耦合前分别上升18 k Pa和32 k Pa,同时还造成冷凝器和蒸发器出口温度的上升;耦合运行对于冷冻循环的影响主要表现在冷凝压力及冷凝器出口过冷度的下降。其中样机Ⅰ冷冻循环的冷凝压力下降27 k Pa,过冷度下降1. 4℃。样机Ⅱ由于独立运行时冷凝器出口过冷度较小,耦合运行后冷凝压力下降超过160 k Pa,导致冷凝压力低于环境温度对应的饱和压力,冷凝器中没有潜热交换。标准条件下的耗电量实验表明,耦合双循环冰箱系统比改造前的传统冰箱系统节能8%。     

理论(焩)分析在冷冻厂高温库中的应用

通过对一定环境温度条件下的高温冷库中的氨蒸汽压缩系统进行(焩)分析,利用线性拟合的方法对氨的物性进行模拟,并对定冷凝温度和变冷凝温度时,制冷系统的各部件的(焩)损失和系统的(焩)效率进行计算分析,得出在冷库氨蒸汽压缩系统中的蒸发器中的(焩)损失最大,压缩机和冷凝器次之的结果.提出要对冷库氨蒸汽压缩系统的性能进行改进,必须首先考虑提高其蒸发器、压缩机和冷凝器的(焩)效率着手;认为在一定环境温度条件下,降低冷凝温度是提高(焩)效率的较好的改进措施之一.     

气悬浮冷水机组热力循环特性研究

冷水机组广泛应用于大型建筑、工业制冷等领域,采用气体轴承的离心冷水机组因其高效、可靠、紧凑等优势,成为重要研究方向。系统中的轴承供气、高速电机冷却过程使系统循环更为复杂,分析系统热力循环及变工况运行特性是系统设计及优化的前提。考虑了轴承供气及电机冷却过程,建立了带经济器的气悬浮冷水机组的数学模型,分析了系统热力学参数变化规律,结果表明：蒸发温度升高时,系统COP增大而?效率减小,系统COP和?效率随着冷凝温度的升高而降低。随着冷却电机负荷的增大,系统COP和?效率均减小。系统的总?损主要来源为冷凝器和蒸发器,两者占为61.9%。     

R290直接接触冷凝制冷循环性能分析对比

本文分析了R290直接接触冷凝(DCC)制冷循环的性能,并与R290常规单级压缩制冷循环的热力性能进行对比,得出:在最佳主循环冷凝温度下,R290直接接触冷凝制冷循环可获得最大性能系数和最低冷凝器热负荷。主循环过冷液体的过冷度增大,最优性能系数降低、最低冷凝器热负荷增加、蒸发器的制冷剂质量流量减少,同时,获得最优性能系数和最低冷凝器热负荷的最佳主循环冷凝温度升高。当蒸发温度为-15～-6℃,R290直接接触冷凝制冷循环相比R290单级压缩制冷循环的性能系数提高了7.5%～14.9%,冷间供冷设备蒸发器的制冷剂质量流量减少了26.5%～36.7%,冷凝器热负荷减少了1.5%～3.7%。结果表明R290直接接触冷凝制冷循环具有很好的发展前景。     

低温余热回收ORC系统工质的筛选

利用有机朗肯循环(ORC)技术高效回收低温余热的关键之一是选用合适的工质。本文针对热源温度介于120~220℃区间内的ORC系统,选用R123,R245fa,R600和R1233zd(E)四种工质为研究对象,通过对50 kW的ORC系统的运行分析并结合模拟计算,详细讨论不同工质的热力特性以及蒸发温度、蒸发压力、蒸发器出口过热度对ORC系统热效率的影响。结果表明,对于透平膨胀机入口工质温度在100~150℃区间、热源温度在120~220℃区间的低温余热回收ORC系统,工质R600性能表现最佳,但易燃;从不可燃性、热力特性、环境友好性及设备成本方面考虑,R1233zd(E)具有优势,但工质价格较高。     

理论[火用]分析在冷冻厂高温库中的应用

通过对一定环境温度条件下的高温冷库中的氨蒸汽压缩系统进行[火用]分析,利用线性拟合的方法对氨的物性进行模拟,并对定冷凝温度和变冷凝温度时,制冷系统的各部件的炯损失和系统的[火用]效率进行计算分析,得出在冷库氨蒸汽压缩系统中的蒸发器中的[火用]损失最大,压缩机和冷凝器次之的结果。提出要对冷库氨蒸汽压缩系统的性能进行改进,必须首先考虑提高其蒸发器、压缩机和冷凝器的[火用]效率着手;认为在一定环境温度条件下,降低冷凝温度是提高[火用]效率的较好的改进措施之一．     

定环境温度下冷库的氨蒸汽压缩制冷系统的火用分析

本文通过对定环境温度条件下的冷库中的氨蒸汽单级压缩系统进行火用分析,利用线性拟合的方法对氨的物性进行模拟,并对定蒸发温度和变蒸发温度时,制冷系统的各部件的火用损失和系统的火用效率进行计算分析,得出在冷库氨蒸汽压缩系统中的蒸发器中的火用损失最大,压缩机和冷凝器次之的结果。提出要对冷库氨蒸汽压缩系统的性能进行改进,必须首先考虑提高其蒸发器、压缩机和冷凝器的火用效率着手;从而提出定环境温度条件下,提高蒸发温度是提高系统火用效率的较好的改进措施之一。     

低压蒸汽余热发电应用研究

基于工程热力学理论,针对低压饱和蒸汽,建立了蒸汽直接膨胀系统、ORC余热发电系统、蒸汽直接膨胀联合ORC余热发电系统的计算模型,研究了蒸汽压力和回水温度对三种系统净发电量和发电效率的影响。结果表明:联合系统的净发电量最高;三种系统的净发电量和发电效率均随蒸汽压力的升高而升高,但ORC系统升高幅度较小;直接膨胀系统的净发电量和发电效率随回水温度的升高而急剧下降,其变化规律完全不同于另外两个系统。     

家用空调系统制冷剂充注量的研究

对1台制冷量为2.5kW的家用空调器进行研究,建立该空调器稳态分布参数仿真模型。研究系统中各部件的制冷剂分布情况：冷凝器中制冷剂分布最多,随着充注量的增大,冷凝器中制冷剂量增大,份额由38.6%变化到62.1%,而其他部件中制冷剂量基本保持不变。从各部件充注量变化的角度分析充注量与系统其他参数之间的关系：当充注量增加时,系统冷凝温度、冷凝压力、排气温度、过冷度增加,蒸发压力略有下降,质量流量减小,COP值先增后减。重点研究充注量、COP和过冷度3者的平衡关系。     

泵与压缩机双动力直膨式制冷系统的理论分析与实验研究

为了解决有些地区环境温度过低导致冷凝压力过低使得膨胀阀压降不足影响蒸发器供液量,在传统直膨式制冷系统(TDX)的储液器与膨胀阀之间的液体管路上加装工质泵,变为泵与压缩机双动力直膨式制冷系统(DXPC)。对两种系统进行■分析,并搭建了TDX与DXPC制冷系统对比实验实验台,研究发现,实际DXPC制冷循环与TDX循环相比,冷量■增加了2.76 k J/kg,供给■下降了27.65 kJ/kg,循环■效率增加了12.6%;TDX系统冷凝器■损失最多,DXPC系统压缩机■损失最多,相比于TDX系统,冷凝器■损失由36.12 kJ/kg降低到12.61 k J/kg,降低了65.1%,膨胀阀■损失由9.02 kJ/kg降低到4.05 k J/kg,降低了55.1%;理论分析对蒸发器、冷凝器、膨胀阀的误差较小,合适的选择泵与压缩机的等熵指数有助于提高理论分析的准确性。     

EES在有机朗肯循环系统热力特性仿真研究中的应用

有机朗肯循环（OrganicRankineCycle,ORC）是在传统朗肯循环中采用有机工质（~IRl13,R123等）代替水推动膨胀机做功的循环,本文根据集总参数法和能量守恒定律建立有机朗肯循环系统的数学模型,运用软件工程方程求解器（EngineeringEquationSolver,EES）进行仿真研究,得到不同工况下有机朗肯循环系统热力特性的变化规律。研究结果表明,提高系统蒸发压力、降低系统冷凝压力以及选择效率尽可能高的膨胀机,可以提高有机朗肯系统循环热效率。仿真计算结果与实验数据二者吻合较好,表明所发展的数学模型可以满足有机朗肯循环热力系统仿真的要求。     

数据中心自然冷却用泵驱动两相回路系统?分析

为了降低数据中心总能耗,本文提出了用于数据中心自然冷却泵驱动两相回路系统。基于稳流系统?平衡方程,对系统进行了优化分析,建立了系统及主要部件的?平衡模型,对3种工况下系统的?和?损进行了理论和实验对比,分析了各个部件的?损变化趋势和?损占比。结果表明:系统?损占比最大的装置是蒸发器,高达40%以上,其次是冷凝器和泵,达到了25%左右,故在系统性能优化时,应依次考虑蒸发器、冷凝器和泵;对蒸发器和冷凝器优化可采取提高换热器的传热系数、增加传热面积、合理设定室内温度;对泵优化时,应尽量保证其热力学过程接近定熵过程。     

R290/R600a混合工质制冷系统泄漏点对系统性能的影响

混合工质在不同位置的泄漏所引起的系统中工质对组分比例发生变化会对制冷系统的性能产生很大影响。根据混合法则,从理论上研究R290/R600a工质对泄漏率在5%~40%范围内8种泄漏率条件下,系统工质对组分变化的规律。按照理论计算的要求建立制冷系统工质泄漏实验台,对实验台在4种泄漏率条件下的蒸发压力、冷凝压力、制冷量和COP进行研究。计算和实验结果表明,在蒸发器出口和冷凝器入口处的泄漏使低沸点组分R290在工质对中的比例增大,系统制冷量增加且COP下降;在蒸发器入口和冷凝器出口处的泄漏使高沸点组分R600a在工质对中的比例增大,系统制冷量下降且COP上升。     

不同工质对有机朗肯循环系统的热力性能影响

本文以R11、R123、R245fa、R600及R600a作为有机朗肯循环工质,在低温余热热源温度一定时,分别在蒸发温度为85~145 ℃,冷凝温度为25~45 ℃工况下对系统进行热力性能研究,对比的性能参数包括：循环比功、比净功、系统热效率及系统?损失。结合有机工质的环保性、热物性及系统热经济性对工质进行综合评价,发现R600的?效率最高,不可逆损失最少,故选取R600作为工质最佳;蒸发温度为110~140 ℃,冷凝温度为25 ℃时,系统性能达到最优。     

NH3/CO2复叠系统性能分析

基于氨/二氧化碳复叠系统理论循环,研究了低温级蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发换热温差对各过程损率、循环效率和COP的影响。低温级蒸发温度升高,蒸发过程损失减小明显,循环效率和COP增加;低温级冷凝温度升高,循环效率和COP均呈先上升后下降趋势,最优的冷凝温度为-10℃;冷凝蒸发换热温差,对循环效率和COP具有重要影响。