低温环境下运行参数对两级压缩空气源热泵性能的影响

基于R134a压焓图和Cleland计算模型,分析了低温环境下运行参数对两级压缩一次节流中间不完全冷却空气源热泵系统性能的影响。结果表明:冷凝温度和蒸发温度是影响系统COP的主要因素,且蒸发温度影响更大;冷凝器出口处过冷度对系统COP和低压级制冷剂流量的影响较小,高压级制冷剂流量随过冷度的增加而减少,且减少幅度随蒸发温度和冷凝温度的升高而逐渐增大;系统蒸发器出口处过热度几乎不影响COP;高压级压缩机的排气温度随蒸发器出口处的过热度增加而增大;而高、低压级制冷剂流量随蒸发器出口处过热度的增加而降低,且降低幅度随蒸发温度的降低逐渐降低,但基本不受冷凝温度的影响。     

变频高温压缩机复叠热泵系统的试验研究

为了研究压缩机频率对复叠式热泵系统的影响,结合复叠式循环技术与压缩机变频技术,搭建变高温压缩机频率复叠热泵实验台。研究分析了压缩机排气温度、压缩机功率、系统制热量及系统COP(以下COP均指系统COP)随高温压缩机频率的变化,试验结果表明:当蒸发温度-30 ℃,冷凝温度46 ℃工况下,随高温压缩机频率增加,高温压缩机排气温度上升,上升速度逐渐加快,最高排气温度99.7 ℃,小于120 ℃,低温压缩机排气温度下降,下降速度逐渐缓慢;高温压缩机功率逐渐增大,低温压缩机功率逐渐减小,系统功率呈增加趋势;系统制热量呈线性增加趋势,COP随高温压缩机频率增加呈先增加后减小趋势,最大COP为2.7。     

高温热泵压缩机频率对循环参数的影响

为了了解高温热泵系统中,压缩机频率对系统循环参数影响规律,本文在R410A高温热泵试验台上,在较大频率范围内(40～120Hz)对各循环参数如蒸发温度、冷凝温度、排气温度、压比、过冷度、过热度等与频率之间的关系进行了试验研究.试验结果表明,冷凝温度、排气温度、压比、过热度随频率的升高而增大,蒸发温度,过冷度随频率的升高而减小.     

双级压缩中间压力与变工况参数关系的理论分析

基于热力学理论循环,构建双级压缩系统中间压力与系统变工况参数间的关系式。通过分析得出:中间压力随蒸发压力、冷凝压力、输气量比和喷射量的增大均会增大,且中间压力随蒸发压力的变化率显著大于随冷凝压力的变化率。对于中间喷射过程,当喷射量越小,喷射工质比焓越大,喷射过程对中间压力影响越大,且中间压力为蒸发压力和冷凝压力算术均值时,影响最为显著。     

基于中间温度的NH3／CO2自然复叠制冷系统研究

建立了NH3/CO2自然复叠制冷系统的仿真模型.通过模拟得到了压缩机吸排气压力、不同冷凝和蒸发温度下COP、冷凝蒸发器工质需求量随中间温度的变化规律.结果表明:系统在每个工况下都存在使COP最大且按规律变动的最佳中间温度;排吸压比与中间温度呈线性关系以及工质需求量随中间温度按比例变化等.研究结果为系统的实际运行提供了理论基础.     

基于适定工质的准二级压缩循环在高温工况下的 特性研究

以经济器补气的准二级压缩循环为研究对象,在40～65℃循环温升下选取R1233zd(E)、R245fa为代表性高温热泵工质,建立循环分析模型,调用软件Refprop查询工质物性进行理论仿真,在与单级压缩循环对比中分析了中间补气压力、一级压缩容积比、蒸发温度和冷凝温度对循环制热量、压缩机功率、COP的影响。结果表明:蒸发温度45℃、冷凝温度110℃的高温工况下,准二级压缩循环的制热性能优于单级压缩循环;最优相对补气压力系数1.1～1.3处,R1233zd(E)、R245fa的COP分别提高8.7%和11.1%;COP随一级压缩容积比增大而减小,工质COP减小率分别为2.7%和2.2%;COP随蒸发温度升高而增大,工质COP增加率分别为10.1%和10.7%;COP随冷凝温度升高而减小,工质COP减小率分别为9.7%和10.8%。     

压缩机容量比固定的双级压缩热泵系统变工况性能分析

针对压缩机容量比固定的双级压缩系统,基于能量平衡法和分析法对2种级间喷射冷却的双级压缩循环的制热性能及效率进行了对比分析。结果显示:级间喷射过程改善了高压级压缩机的运行工况,减小了冷凝和节流过程的损失,并使喷射循环的制热量、制热COP和效率高于无喷射循环,但其性能的改善随蒸发温度升高和冷凝温度降低而逐渐减小。同时,喷射循环在变工况运行过程中存在压比最小运行工况,在压缩机容量比为2.81,冷凝温度为40℃时,系统最小运行压力比为3.67。     

CO_2跨临界双级压缩带低压膨胀机制冷循环性能分析

通过建立模型分析比较了CO2跨临界双级压缩带节流阀与带低压膨胀机制冷循环的性能.结果表明:双级压缩CO2跨临界带节流阀与带低压膨胀机制冷循环的最佳中间压力并不是高低压的几何平均值;在一定的气体冷却器出口温度下,双级压缩CO2跨临界带低压膨胀机制冷循环有一个最佳高压侧排气压力,与带节流阀循环相比,其最大COP可提高20%,但当高压侧压力低于最佳值时,低压膨胀机对系统COP的影响随着高压侧压力的减小而逐渐变得不明显;在双级压缩CO2跨临界带低压膨胀机制冷系统优化设计中,中间冷却应采用完全冷却型式.     

并联压缩机组制冷系统性能试验分析

基于并联式压缩机组水冷式测试台,对压缩机不同开启状态下,蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸排气压比等工况条件对系统性能的影响规律进行分析,选用制冷量、COP、压缩机功耗、制冷剂流量作为机组性能衡量指标。试验结果显示:系统制冷量和COP均随蒸发温度的降低、冷凝温度的升高、压比的增加而减小,制冷剂流量随蒸发温度的升高、冷凝温度的降低、压比的增加而增大;压缩机功耗随着冷凝温度的升高、压比的增加而升高,但其受蒸发温度的影响并不大;最后基于试验数据,使用蒸发温度、冷凝温度对制冷剂流量、压缩机功耗的预测模型进行拟合,预测模型可实现对系统参数的高精度预测,其预测平均误差在±10%以内。     

基于替代制冷剂的滚动转子式压缩机热力性能仿真研究

建立了基于电机效率随负载、频率变化和高低压侧、环境、电机之间换热的滚动转子式压缩机热力学稳态仿真模型,且与试验有较好吻合,进而对比研究了基于传统制冷剂R22和替代制冷剂R32、R290、R410A和R407C的滚动转子式压缩机。在一定工况范围内,分析了蒸发温度、冷凝温度对压缩机的性能影响。在相同的理论容积输气量、吸气过热度和工况下的对比研究表明:R32质量流量略大于R22而R290的最小;功率、排气温度、制冷量最大的是R32而最小的是R290,R32排气温度相比R22增加9.0~33.5℃,R290制冷量相比R22降幅13.1%~18.9%;R32的性能系数COP相比R22降幅0.2%~4.3%,R290的COP相比R22降幅2.0%~7.3%但相比R410A增幅0.2%~8.5%。     

新型两级压缩热泵中高温工况循环性能分析

中高温热泵系统中在工业领域有广泛的应用,但其排气温度偏高。本文从降低压缩机排气温度角度,设计一种双级压缩新型热泵系统。系统由高低级压缩机、分凝器、两个节流机构等组成。以循环性能较好的两种工质R134a和R152a为系统循环工质,理论分析结果表明:在中高温工况下,新系统工质R152a循环性能系数COP优于R134a,在相同工况下工质R152a循环性能COP比R134a高7%⁸%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有38%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有3¹2℃的降幅。     

喷液冷却的两级无油螺杆氨气压缩机性能研究

针对提纯氨气的两级氨气压缩系统,首先通过吉布斯函数法计算了氨水物性;然后通过压缩过程的数值模拟计算了压缩机的功耗和排气温度;最后分析了排气压力、中间压力和中间温度对系统性能的影响.研究表明,压缩机喷液量应高于一个临界值,二级排气压力取决于气液分离温度而不宜过高,两级压缩系统存在一个最优中间压力.     

循环加热污水源热泵热水器运行性能的试验研究

针对目前能源紧缺及热泵热水器的发展现状,搭建了循环加热污水源热泵热水器实验台,维持蒸发侧污水源进水温度、冷凝侧和蒸发侧水流量恒定,测量记录保温水箱水温从15℃升高到55℃过程中的加热区间能耗、进出水温差、压缩机吸排气压力、电功率等参数。数据分析得出,系统平均能效比达到3.73,具有较好的节能性。     

闪发蒸汽冷却技术及R134a用于高温空调器的研究

建立了基于闪发蒸汽冷却技术及R134a为工质的高温空调器数学模型,分析并比较了R22单级压缩、R22闪发蒸汽冷却和R134a单级压缩制冷系统在不同室外气温度下系统冷凝压力、压缩机排气温度、制冷量、耗功和性能系数。结果表明,相同工况下R134a制冷系统的冷凝压力和排气温度最低,制冷量较小,较R22制冷系统适宜于环境温度50℃以上工况。当环境温度介于42~50℃时,闪发蒸汽冷却技术可有效降低以R22为工质的空调压缩机的排气温度,提高系统制冷量和性能系数,但冷凝压力和耗功略有升高。     

线性压缩机变容量性能实验研究

通过对开发的线性压缩机进行变容量调节性能实验,进行不同容量百分比条件下的效率分析.结果显示,当通过减小活塞行程实现变容量调节时,电机效率受频率特性的影响较大,在频率比接近1.0时,电机效率最高.绝热效率与活塞的摩擦损耗和吸排气阀开关损耗有关,随着活塞行程的增加,摩擦损耗也增加,但吸排气阀的开关损耗基本不变,绝热效率随着行程的增加先增大后减小.同样的行程条件下,排气压力越高,气体压缩功越高,但机械损耗不变,因而绝热效率越高.     

跨临界CO_2双级压缩制冷循环的热力学分析与比较

对带中间冷却器的双级压缩制冷(TCEI)循环和带闪发器的双级压缩制冷(TCFI)循环进行了热力学分析与比较。结果表明:TCFI循环的最佳中间压力和最佳排气压力低于TCEI循环。在常规空调工况下,TCFI循环的COP高于TCEI循环。在蒸发温度从-10℃变化到10℃时,TCFI循环和TCEI循环的COP相对基本循环平均提高幅度分别为32.3%和18.7%。     

制冷剂R1234ze在高温热泵中应用的对比研究

对比了R1234ze、R134a、R124、R142b等工质的热物理性质,分析了几种工质在高温热泵应用中相同工况下的压比、COP、压缩机排气量、排气温度等性能参数,论述了R1234ze用作高温热泵工质的可行性及R1234ze高温热泵机组的特性。结果表明R1234ze在高温热泵75⁹5℃工作区间内,具有系统制热COP高、压比适中、压缩机排气温度低等特点。同时,其良好的热物性、较低的GWP值决定了其可以应用于高温热泵中。     

湿压缩对压气机瞬变特性影响的数值模拟

考虑湿压缩的影响,结合混合室、加力燃烧室、主燃烧室和外涵道的容积效应,建立了混排涡扇发动机的全状态数学模型,并以减速过程为例进行了仿真计算。结果表明:湿压缩降低了发动机进口气流温度,增加了发动机的流量,降低了发动机的压缩功,扩大了低压压气机和高压压气机的喘振裕度,因此提高了压缩系统和发动机的工作稳定性和性能。