喷射特征的双级压缩系统压缩过程及喷射参数 耦合特性

以2台转子压缩机构成的双级压缩系统为研究对象,构建具有喷射特征的双级压缩系统仿真模型,并利用实验对模型进行了验证。基于模拟和实验分析了喷射特征参数的耦合关系、级间参数形成过程和级间喷射对双级压缩过程的影响。模拟结果显示:喷射量和喷射工质比焓是以中间换热器为约束的一对耦合参数,喷射工质比焓随着喷射量的增大具有先略微增大而后逐渐减小的变化趋势。中间喷射特征参数对级间参数具有显著影响;喷射工质比焓决定着系统级间各状态点变化的方向,而喷射量决定系统级间各状态点改变的程度;在工况和喷射特征参数恒定的条件下,中间喷射过程将近似一个"等压过程"过程。     

变容量双级压缩系统压缩机动态耦合模型

以低压端为变频双转子、高压端为定频单转子的两台压缩机构成的双级压缩系统为研究对象,基于转子压缩机几何模型,依据质量与能量守恒方程,建立变容量双级压缩系统压缩机动态耦合模型,并利用试验对模型进行校核。基于模拟和试验结果,分析中间压力、中间气体温度和高压压缩机排气温度等参数随时间和低压压缩机频率的变化规律。结果表明,系统的中间压力、中间气体温度和高压压缩机排气温度具有脉动特性;在蒸发温度0℃,冷凝温度40℃,低高压压缩机理论输气量比为2.82时,中间压力已接近冷凝压力,系统将失去中间补气增焓效果;通过增大低压压缩机频率可有效提高系统制热量,但系统制热性能系数(Coefficient of Performance for heating,COPh)改善较小,且COPh最优值所对应的低压压缩机频率随蒸发温度的降低将逐渐增大。     

双级压缩变频空气源热泵的试验研究

介绍了一种适用于寒冷地区双级压缩变频空气源热泵机组的系统组成和工作原理,建立了标准制冷量为16kW的双级压缩变频热泵的试验系统,并对系统性能进行了试验研究.试验研究结果表明,在冷凝温度50℃和蒸发温度-25℃工况下,系统制热性能系数高于2,压缩机排气温度低于120℃,制热量可以满足用户要求;且试验验证系统运行稳定可靠,可以在-18℃以上的室外低温环境中满足寒冷地区冬季供暖需要.     

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。     

用于低温环境下的双级压缩风冷热泵热水器

针对普通风冷热泵热水器低温环境下的应用问题，提出了双级压缩热泵热水器系统，并在系统的双级压缩循环热力学分析基础上，给出了系统性能评价系数和各部件[火用]损失的计算式。通过对设定运行工况的计算，得出：系统在冷凝温度60℃和蒸发温度-30℃工况下，性能系数大于2，系统有用能损失主要集中于冷凝器端，高低压两压缩机[火用]损之和不到系统总[火用]损的1／3。     

热泵干衣机用线性压缩机的设计优化与性能分析

针对热泵干衣机的应用特点,介绍了热泵干衣机用线性压缩机的设计过程与优化方法,并进行了系统性能分析。设计的线性压缩机样机作为热泵干衣机可以实现70%以上的压缩效率, 压缩效率受工况条件影响较小,随冷凝温度的降低略有下降,而随蒸发温度的降低略有增加。但热泵循环制热能效COP受工况条件影响较大,冷凝温度越低或者蒸发温度越低,制热COP越高。在冷凝温度63 ℃,过冷度0 ℃,蒸发温度7 ℃,过热度3 ℃的工况下,制热COP可以达3.0以上。     

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%。     

CO2-NH3压缩/喷射复叠循环理论研究

为利用CO2跨临界循环气体冷却器放热段较大的温度滑移,减小节流部分的膨胀功损失,提高系统性能,可在制冷系统中利用CO2跨临界循环与NH3喷射循环复合实现压缩／喷射复叠式系统。在对系统进行热力学分析的基础上,建立了相应的模型。计算结果表明：NH3循环喷射器引射流体温度和出口的冷凝温度对引射系数影响很大,在较高引射流体温度和较低冷凝温度下,CO2跨临界压缩／喷射制冷循环可以得到较高的循环性能。在较低CO2跨临界循环蒸发温度和压缩机效率时,此循环相对基本循环有明显优势。降低发生器温差也是提高循环性能的途径之一。     

并联补气旋转压缩机性能的研究

对R410A并联补气旋转式压缩机循环进行热力学分析,分析结果表明,随着辅、主容积比的变化,并联补气旋转式压缩机的性能先增大后减小,在典型制冷/制热工况下,较优容积比为0.1。搭建了样机及性能测试系统,样机试验表明,制冷工况下,COP最大提升7.2%,制冷量最大提升15.9%;制热工况下,COP最大提升11.8%,制热量最大提升20.3%。相对补气量和主、辅路混合排气温度均在一定中间压力下出现拐点,此时辅路进气由蒸气状态向气液两相状态转变。通过中间压力调节辅路进气干度,使混合排气过热度达到5K以上,既使并联补气压缩机性能最优,又保证了压缩机运行可靠性。     

带膨胀机的CO2空调系统循环的研究

设计并比较了3种具有可行性的CO2跨临界循环.计算结果表明,当膨胀机效率大于19%时带膨胀机的两级压缩循环较双级节流循环的要好,膨胀机效率大于45%时,带膨胀机的单级压缩循环COP比双级节流循环要高.另外,通过引入当量温度分析法,将带膨胀的CO2跨临界循环与R134a循环进行了对比.结论是CO2双级带膨胀机循环的稳定性好,当量冷凝温度较大时单级带膨胀机循环性能高于R134a循环,当量冷凝温度较低时,R134a循环性能与双级带膨胀机循环不相上下.     

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。     

利用工质特性提高热泵制热温度的研究

提出了一种采用T—S图中饱和蒸气线具有右倾特性工质作为热泵工质的新思路。可使工质在压缩过程中始终接近饱和蒸气状态,压缩机排气温度约等于工质的冷凝温度,从而可较好地解决排气温度过热所引起的一系列问题。     

离心压缩式热泵装置的(火用)传递分析

依据(火用)传递原理,建立在线运行大功率离心压缩式热泵机组及装置的(火用)传递模型。提出并定义装置和设备(火用)转换率、(火用)功率下降率、(火用)流密度下降率和(火用)阻系数等评价分析准则及其计算式。在此基础上,对热泵在能量转换及传递过程中之能质行为做了(火用)传递分析,得出节流阀、压缩机的(火用)功率下降率最高。原因是节流过程流速、流态在瞬间发生剧烈变化,导致过程(火用)损很大,压缩机的机械性能与冷媒的热物理性能均存在某些不足;蒸发器的(火用)阻系数最高,说明其结构设计有明显缺陷;节流阀的(火用)功率下降率和(火用)流密度下降率相同,表明设备的结构因素与时间条件对节流阀的影响相同。分析结果揭示出机组主要设备的结构设计、热工性能及冷媒热物性对装置用能过程的影响度,得出压缩机在结构设计上仍有改进余地,节流降压因其严重影响装置的合理用能而不宜取,蒸发器的主要问题是在冷媒侧而非结构设计缺陷的结论。对装置同时做的能量分析和(火用)分析计算表明,前者仅给出能的数量利用分析,后者也只是对能量行为的静态分析,而(火用)传递分析由于是对过程能量行为的动态分析,可直接提供机组和设备的结构参数及随机运行工况对用能过程影响的新信息,从而为改进机组设计及指导装置运行提供具体意见。     

R410A在内螺纹强化管管内冷凝的传热性能试验研究

为了研究水平强化单管的管内冷凝性能,搭建了实验台。研究了在冷却水量不变的情况下,R410A在不同冷凝温度(35℃和40℃)和不同管径(5mm和9.52mm)下的换热情况。结果表明:总换热系数和压降随工质质量流量的增大而增大,质量流量对管内换热系数影响不是很大。冷凝温度40℃,5mm铜管的换热系数最高;冷凝温度40℃,9.52mm铜管的压降最小。     

螺杆蒸汽压缩机工作过程喷水冷却特性研究

喷水能够提高螺杆蒸汽压缩机的压比和饱和温升,扩展蒸汽压缩机的应用范围。为研究螺杆蒸汽压缩机的喷水冷却特性,建立喷水螺杆蒸汽压缩机的数学模型,考虑喷入水与压缩蒸汽的换热蒸发及其泄漏闪蒸,并试验验证了模型的准确性。利用所建数学模型,分析与讨论压缩机压比、喷水量、喷水温度及转速对压缩机工作过程的影响。研究结果表明,喷水不仅可以降低排汽温度、使蒸汽压缩机稳定运行,还可以使压缩过程更接近等温过程;压缩机实际运行时喷入水主要集中在压缩过程后期及排汽过程蒸发;压缩机欠压缩运行时,排汽腔内蒸汽对压缩过程影响不大;若压缩蒸汽任一转角都能被冷却至饱和,则喷水温度对压缩过程及运行效率基本没有影响;为了有效控制排汽温度,喷水孔口水流量需要随压缩机转速做相应的调节。     

VRV空调系统压缩机-冷凝器联合调节特性与控制策略研究

通过对影响VRV空调系统压缩机-冷凝器模块换热量的压缩机频率、室外空气温度、冷凝温度、冷凝器风量的模拟分析，得出了不同参数对系统的影响和调节特性，提出了压缩机频率控制制冷剂流量，室外机风量控过冷度的新的控制原理和方法。     

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。     

高温混合工质空气源热泵性能试验研究

针对空气源热泵在制取高温热水时遇到的排气温度高、排气压力高、效率低等问题,采用环保混合工质BMR来降低排气温度和排气压力,并采用中间补气结构来改善热泵在高温加热段的性能。试验结果表明,80℃出水时压缩机的排气温度和排气压力得到有效控制,排气温度不超过106℃,排气压力不超过2.7MPa,并且整个过程中制热量较平稳。实现了高温热泵高效稳定运行。     

考虑压降的开式布雷顿CHP装置性能优化

考虑工质在流动过程中的压降不可逆性,建立开式简单布雷顿热电联产装置的有限时间热力学模型。以可用能率、火用输出率、利润率、第一定律效率和火用效率为目标研究装置的性能。通过Matlab数值计算,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优可用能率、火用输出率和利润率,进一步优化压比,得到了最大火用输出率和利润率;在有约束条件下,优化压气机进口相对压降,得到了最优第一定律效率和火用效率,同时得到了各部件最佳的流通面积分配,进一步优化压比,得到了最大第一定律效率和火用效率。研究设计参数对装置最优性能的影响,发现分别存在最佳的供热温度使火用输出率、利润率和火用效率取得双重最大值。通过比较发现按最大火用输出率设计能使装置具有较大的可用能率和较低的压比,按最大利润率设计能使装置具有较大的第一定律效率和火用效率以及较低的燃料和空气消耗。