再循环蒸发器制冷系统的实验研究

基于热虹吸原理的再循环蒸发器,以增大制冷剂流速为主要的强化换热手段;从而改善蒸发器的换热,增大传热系数,提高效率.对不同工况下的再循环制冷系统作了性能实验研究,初步掌握了其工作特性.在低温工况下,再循环蒸发器比普通蒸发器有更佳的传热特性与传热效率,且不增加附加能耗.     

双蒸发管组冷风机重力再循环供液的试验研究

针对以往重力再循环供液制冷系统的气液分离器放置冷库外部造成冷量损失的问题,设计了带有双蒸发管组冷风机且气液分离器放置内部的重力再循环制冷系统并与直接膨胀制冷系统进行了对比试验,研究不同库温和不同冷凝温度对两种制冷系统的制冷量,压缩机功率等参数影响。结果表明,重力再循环采用双蒸发管组冷风机后,在库温-20,-25,-30℃工况下,相对于直接膨胀制冷系统的性能系数增加8.81%,9.27%和10.51%,在冷凝温度20,30,35℃工况下,相对于直接膨胀式制冷系统的性能系数增加5%～10%,因此带有双蒸发管组冷风机的重力再循环在低温下运行更具有优势。     

管内流动沸腾传热关系式对R410A的适应性研究

R410A作为一种替代制冷剂,已经大量用在工业生产中。R410A制冷系统的设计和研发需要进行R410A管内流动沸腾换热计算。目前有很多公式预测两相流流动沸腾换热系数,它们对R410A的适应性需要判断。本文从10篇论文中收集了1268组R410A流动沸腾传热实验数据,用这些数据对27个两相流流动沸腾换热关系式进行了评价,选出了较为精确的R410A管内流动沸腾换热关系式,为R410A管内流动沸腾换热计算的公式选择提供了依据,为提出精确度更高的R410A管内流动沸腾公式提供了参考。     

混合制冷剂水平管内沸腾换热计算方法的回顾和评价

对混合制冷剂水平管内局部沸腾换热系数的计算方法及计算公式进行了分析比较，筛选出了与实验数据吻合较好的计算公式。结果表明，陈民公式对预测混合制冷剂管内局部沸腾换热系数准确度较好。     

微通道中液氮的流动沸腾——换热特性分析

对微通道中液氮流动沸腾换热特性进行试验研究和分析。给出典型的沸腾曲线,分析壁温、干度和换热系数沿微通道管程的变化规律,考察热流密度、质量流量和压力对流动沸腾换热的影响。将126个试验数据点与四个换热关联式比较,并对微通道中流动沸腾换热机理进行分析。结果表明,在多数情况下干度和热流密度对沸腾换热系数的影响较小,换热系数主要决定于质量流量和压力,随两者增加而增加,换热以对流蒸发为主导机理。KLIMENKO关联式预测效果最好,TRAN微通道关联式次之,对常规管道得到广泛使用的CHEN关联式和SHAH关联式都远远高估了试验值。基于两相流压降和换热特性分析,推知微通道中的两相流流型不同于常规管道：在低干度情况下,流型以弥散泡状流为主;而在高干度情况下,流型以由雾状汽芯和不规则液膜组成的环状流为主。     

单流程蒸发器表面温度场均匀性的影响因素研究

改善蒸发器表面温度场的均匀性对提高其换热效率具有决定性作用。设计出一种类似平行流蒸发器的圆管单流程蒸发器,改变其集液管和蒸发管衔接处的孔径大小以及制冷剂入口流速,并进行了蒸发器管路的水力计算和相应的实验研究,得出管路中间截面的温度分布。模拟结果表明:在结构一定的条件下,集液管内的制冷剂来流速度具有决定性作用。当集液管内的来流速度在0.04m/s时,蒸发器各支管的温度分布最为均匀;同时在制冷剂流量一定时,支管数及各蒸发管与集液管衔接处的孔径大小也影响着温度分布。试验结果证明了此结论:在一定的液态制冷剂集管入口流速下,最小孔径为0.4mm时,具有8根支管的单流程蒸发器比10根支管的单流程蒸发器具有均匀的温度场。研究结果为研发高效率的平行流蒸发器提供了一定的理论和试验基础。     

滚动转子式制冷系统制冷剂流型的可视化研究

利用变频滚动转子式制冷系统试验台,研究了压缩机在不同吸气过热度状态下,系统性能与制冷剂/油流型的对应关系,以寻求通过观测流型判断系统是否处于高效、安全运行状态的方法。等水温条件下,分别设定蒸发温度/冷凝温度为:10℃/42℃,20℃/42℃。试验结果表明:不同工况下,制冷剂/油混合物在膨胀阀出口、蒸发器出口表现出不同流型,并根据润滑油、制冷剂理化性质上的差异做初步分析,对试验现象进行解释,并得出蒸发器的换热性能随吸气过热度的变化规律。     

氨/水混合物管内强制对流沸腾换热计算

对几组混合工质强制对流沸腾换热系数计算的实验关联式进行分析比较。利用收集到的实验数据，在Bennett和Chen关联式与Rivera关联式的基础上进行管内强制对流沸腾传热的计算。并与Rivera的实验结果进行比较，得到适合氨／水混合物沸腾换热的计算式，并分析影响换热系数的因素。     

重力再循环制冷系统与直接膨胀制冷系统的对比研究

重力再循环制冷系统通过提高蒸发器内工质的流速来强化换热,通过热虹吸原理让工质实现再循环,使管内壁的润湿程度得到提高,有效降低了工质气体与管内壁的接触程度,从而提高工质侧的换热系数。通过在再循环系统试验装置上的改造,实现再循环制冷系统与直接膨胀系统的切换。试验对比了2种系统的传热温差、传热系数、制冷量、COP等参数。结果表明,相比于直接膨胀制冷系统,再循环制冷系统蒸发压力得到明显的提高,因此,再循环制冷系统的库内空气能达到更低的温度;在库内温度为-5~-20℃的过程中,再循环制冷系统传热系数提高了57%~115%,制冷量提高了11%~26%,COP提高了8%~20%。     

用当地传热系数进行蒸发器传热性能的计算模拟

以Gungor和Winterton管内强制对流沸腾的通用关联式为基础,编制了计算程序,用当地传热系数对生产冷媒水的蒸发器的传热性能进行了模拟计算,理论计算值与试验结果吻合良好。     

Numerical simulation of the effects of a suction line heat exchanger on vapor compression refrigeration cycle performance

Most modern refrigerators incorporate heat transfer between the refrigerant in a capillary tube and the refrigerant in a suction line. This heat transfer is achieved by a non-adiabatic capillary tube called a capillary tube-suction line heat exchanger and is supposed to improve the performance of the small vapor compression refrigeration cycle by removing some enthalpy of the refrigerant at the evaporator entrance. To investigate the effects of this heat transfer on the refrigeration cycle, a computer program was developed based on conservation equations of mass, momentum, and energy. The non-adiabatic capillary tube model is based on a homogeneous two-phase flow model. The simulation results show that both the location and length of the heat exchange section influence the coefficient of performance (COP) as well as the cooling capacity. It is noteworthy that the influence was not monotonic; that is, the performance may be deteriorated under certain conditions.     

制冷系统变工况性能数值模拟与实验研究

采用分布参数的方法建立了制冷系统的数学模型,在建立冷凝器和蒸发器两相区模型时采用了分相流模型,并考虑了流型变化对制冷剂流动换热过程的影响。利用所建模型,计算分析了冷凝器进口空气温度、蒸发器进口空气温度等参数变化对系统性能的影响,在焓差实验室对一台风冷热泵空调器性能进行了实验研究,得出了冷凝器和蒸发器进口空气温度随冷凝压力、蒸发压力、过冷度和过热度的变化曲线。将理论计算结果与实验结果进行对比分析,结果证实了所建仿真模型是合理的。     

一种多功能换热器的设计与试验

为研发数据机房空气调节用高效制冷机组的需要,设计了一种兼为冷凝蒸发器和储液器的多功能壳管式换热器。换热器的管程为蒸发侧,由数个相互独立的蒸气压缩制冷回路的蒸发管簇组成,通过启停制冷压缩机的工作数量等能量调节技术以适应热负荷的宽幅变化;壳程为冷凝侧,进入的第二制冷工质的干度或过热度随着外界环境温度及热负荷的变化在较宽的范围内波动,通过进液口、均流板和蒸发管簇,被冷凝和过冷后储存在壳管的下半部,通过液泵输送到室内侧蒸发器吸热。该换热器结构紧凑、工作可靠,可通过调节制冷系统的能量输出精确控制供液参数,并通过调节第二制冷工质的供液量快速响应被控对象热负荷变化,工程样机性能试验结果表明该换热器达到了预期设计目标。     

制冷剂二氧化碳流动沸腾过程换热性能分析

制冷剂CO2在蒸发器内的流动换热性能受许多因素的影响，比如：质量流速、热流密度以及蒸发温度等参数。由于CO2特殊的热物性和传输性，使得其蒸发换热和两相流特点有别于传统制冷剂。这也决定了其蒸发换热管适合设计成小管径，而蒸发器的型式以紧凑型为发展方向。     

液体旁通复叠式制冷系统性能分析

为调节应用于高低温恒温箱中的复叠式制冷系统的制冷量,提出液体旁通制冷系统。当旁通电磁阀关闭时,制冷系统处于最大负荷状态,而电磁阀开启后,通过蒸发器的制冷剂减少,制冷量减少。因此,可以根据低温下制冷量的要求,调节进入蒸发器的制冷剂流量,从而调节制冷量。根据有限时间热力学原理,对这种复叠式制冷系统建立数学模型,进行数值模拟,对数值解的分析,表明这种负荷调节方式是可行的。液体旁通复叠式制冷系统有效地降低了压缩机的排气温度,且不存在液击的危险,适合应用于高低温恒温箱中提供变负荷制冷量。对高低温恒温箱的性能测试表明,带有液体旁通的复叠式制冷系统能有效地减小系统在高温工况下的制冷量并节约能量。     

Dynamic analysis of evaporator characteristics

An analysis of the dynamic characteristics in an evaporator was numerically performed for control and design of the refrigeration and air conditioning systems. The important factors, such as refrigerant flow rate, inlet enthalpy, inlet air velocity and air temperature, are incorporated with this analysis. An evaporator is modeled for the dynamic characteristics analysis separated into three regions which are the two-phase region, the saturated vapor region and the superheated vapor region. The basic equations of each region were derived in the continuity, heat energy equilibrium and heat transfer equations. The transfer functions of the dynamic characteristics were obtained by the linearization and Laplace transformation. The dynamic response characteristics were evaluated on the Bode diagram with the frequecy response method. These results may be used for the analysis of the dynamic characteristics and design in the total system.     

小型CO_2制冷系统换热器的设计及应用

为了设计一套应用于展示柜的小型CO2制冷系统,利用整个系统的循环计算结果,得出系统换热器的负荷,以气体冷却器为例,进行了详细的理论计算。以理论计算的结果为依据,定制了一套气体冷却器、蒸发器及回热器,在相同的条件下,测试了本系统的性能,结果显示,系统能够满足要求,将本系统与R134a制冷系统进行对比,结果显示,本系统的性能更优,将本系统与国外同类产品进行对比,结果显示,本系统的性能稍差,测试结果表明了本系统的换热器理论设计完全可行。