一种自复叠制冷用冷凝器的优化设计

小型自复叠制冷装置在低温领域应用和研究日益广泛,其中,新型天然非共沸混合制冷剂R744/R290在冷凝器中的换热直接影响循环性能。对制冷剂在螺旋套管式水冷冷凝器中的凝结换热特性进行分析,基于冷热介质热量交换的合理假设,建立了冷凝器的稳态分布参数模型。进行了冷凝器结构和承压的优化设计,确定了各部分尺寸,最终完成了冷凝器设计计算,为后续整个自复叠制冷装置的设计和应用奠定基础。     

R125/R290混合工质热泵制冷剂变流量特性研究

对混合工质R125/R290(25/75,质量配比)热泵变制冷剂流量特性进行了实验研究,并以55℃热汇出口温度为例,与被替代工质R134a和R22进行了对比分析。研究结果表明:随着制冷剂流量增大,排气温度线性下降,单位质量制热量则先上升后下降,系统COP随着制冷剂流量的增加表现为先线性增加后缓慢下降的趋势;在混合工质流量为1.12kg/min时,系统出现最大COP值3.040;系统火用效率则随着制冷剂质量流量的增大而增大。整个实验工况范围内,传热温差窄点一直保持在换热器中间部位。实验结果表明,在实验工况范围内,R125/R290(25/75)有望成为R134a及R22的替代工质。     

R32与R290在小管径内的沸腾压降与换热特性研究

搭建5 mm内螺纹小铜管内水平单管沸腾实验台,实验工况为饱和蒸发温度20℃,热流密度25 kW/m~2,质量流速100～300 kg/(m~2·s),干度0.1～0.9。对比研究替代制冷剂R32与R290在不同干度和质量流速下的沸腾压降与换热特性。结果表明:两种制冷剂的摩擦压降均随质量流速的增加而显著增大,R290的摩擦压降比R32平均大59.4%,且随着干度的增大摩擦压降的差值呈上升趋势。R32与R290的沸腾换热系数与质量流速呈正相关,在0.1～0.6中低干度区域内,R32的沸腾换热系数明显大于R290,但在干度大于0.6的高干度区域内,R32的沸腾换热系数仅比R290大9.8%,两者数值较为接近。通过对SunMishima压降关联式与Li换热关联式进行修正,提高了关联式的准确性,修正后实验值与预测值的压降平均相对偏差为15.93%,沸腾换热系数平均相对偏差为16.71%。     

在螺旋套管冷凝器内R417a凝结换热性能的实验研究

在空气源热泵热水器中,使用混合型制冷工质R417a,冷凝器采用螺旋套管换热器且套管环形空间内制冷剂与内管中的水逆流换热。对在不同工况下,环形通道内R417a的凝结换热特性进行实验研究和理论分析。实验的工况为:水的体积流量为0.60～1.00 m~3/h,水的流速为0.58～0.98 m/s,冷凝器进水温度为20.0～55.0℃。实验结果表明:环境温度为15.0℃,螺旋套管内R417a的凝结传热系数随冷凝饱和温度的升高而减小,局部凝结传热系数随干度的增大而增大。当冷凝器进水体积流量为0.60 m~3/h,饱和冷凝温度由40.0℃增加至60.0℃时,冷凝器制冷剂侧凝结传热系数从3 839.0减小至2 372.0 W/(m~2·K),约减少了38.1%。     

R290/R744新型混合工质汽-液相平衡研究

为了适应节能与环境保护的需求,研究了一种适用于自复叠制冷系统的新型绿色混合制冷工质(R290/R744)的汽液相平衡特性。根据相平衡条件采用PT状态方程结合Van der Waals混合规则推导出该混合制冷工质的相平衡计算式,通过软件编程计算了两种有工程实用意义的相平衡问题,一种是已知混合物压力和液相摩尔分数,计算泡点温度和气相摩尔分数;另一种是已知混合物压力和气相摩尔分数,计算露点温度和液相摩尔分数,并根据计算数据绘制了汽液平衡曲线。数据显示最大相对误差为4.840%,最小相对误差为0.005%。计算结果表明,采用给出的R290/R744混合制冷剂相平衡计算式具有较高的计算精度,从而为采用该混合制冷剂的自复叠制冷循环研究奠定基础。     

替代制冷剂在不同领域的研究进展

面临传统制冷剂临近淘汰的问题,寻找理想替代制冷剂成为行业内研究的热点。文中归纳了理想制冷剂的替代目标,介绍了R290等在家用空调领域、R1234yf等在车载空调领域、R417C等在热泵热水器领域、R1234ze以及R1234ze与R32等混合制冷剂在大型冷水(热泵)机组领域的替代情况。同时,针对不同制冷剂在替代时的不足提出了不同的解决方案或建议,如用喷气增焓等方法解决R32排气温度高的问题,通过减小管径解决R290制热量略低的问题,而针对R1234yf、R1234ze制热量低的问题提出了增加中冷器或与在该方面有优势的R32制冷剂混合的方法等。通过汇总替代制冷剂在不同应用领域的研究进展,为选择理想替代制冷剂提供了参考。     

R290在热泵空调热水器中的应用实验研究

R2.90作为一种自然工质,其臭氧层破坏系数ODP和地球变暖系数GWP值均接近于零,环保性能显著.为探索R290应用的可行性,在同一热泵空调热水器中进行了R290与R22的性能对比实验.实验研究结果表明:采用R290,机组的能效比COP及其运行性能明显优于相同条件下使用R22的机组.由此可见,R290作为热泵空调热水器...     

R290直膨式太阳能热泵系统工质分布和迁移特性模拟

为了研究工质R290(丙烷)在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性,建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集中参数模型、以及系统工质充注量模型,编制以R290为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序。模拟分析环境参数和运行参数的变化对系统内部R290分布和迁移特性的影响。模拟结果表明:R290主要存在于冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部,占系统工质充注量的80%~90%;随着太阳辐射强度和环境温度的升高,工质R290由冷凝器逐渐向太阳能集热/蒸发器迁移,系统性能系数明显增加;随着压缩机转速增快和水箱水温的增高,工质R290由太阳能集热/蒸发器逐渐向冷凝器迁移,系统性能系数明显降低;随着系统工质充注量的增加,冷凝器内工质R290质量明显增加,集热器内工质R290质量略有增加,系统性能系数先增后减,存在一个最大值;太阳能集热/蒸发器出口过热度由3℃升至8℃时,其变化对工质R290的分布和迁移特性影响很小,且对系统性能系数的影响也很小;随着环境温度、压缩机转速和工质充注量的增加,集热器集热效率不断增加;而随着太阳辐射强度、水箱水温和太阳能集热/蒸发器出口过热度的增高,集热器集热效率不断降低。     

采用混合自然工质的自复叠制冷系统热力性质分析

对R744／R290、R744／R600a混合自然工质的热力性质进行分析比较,并将它们用于自复叠制冷循环,对系统的循环特性进行分析。经过计算,得出了两种混合工质制冷性质的不同点及环境温度、制冷温度、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744／R290、R744／R600a的实验研究和实际应用提供了理论依据,减少了实验的工作量。     

混合制冷剂在空气源热泵热水器系统中替代R22的可行性研究

空气源热泵热水器系统所用制冷剂主要包括R410A,R407C,R134a,它们的GWP值较高,会对大气环境造成不利影响.将R1234ze/R152a,R290/R1234ze,R152a/R134a分别按一定比例组成混合制冷剂,通过理论分析混合制冷剂的环境影响指数、热力学性能、安全性以及经济性能等因素,并与R410A,...     

环保型制冷剂R600a／R290的应用研究

以碳氢化合物R600a/R290 ,1∶1的配比直接灌注冰柜系统,比较两种工质的运行特性,研究了其充注量对冰柜性能的影响。R600a/R290作为氟利昂R12的替代工质,其循环性能与R12系统非常相似,实验结果为寻找环保型长期替代制冷剂提供了依据。     

以工业余热为热源的水源中温热泵机组优化设计

阐述了1种利用工业余热供热的R22,R134a制冷剂系统的冷凝器串联中温水源热泵。介绍了该设备的工作原理和结构,给出机组的设计性能指标。根据水源热泵在不同的冷凝器温度及工业余热温度下COP的变化规律进行了设备优化,以指导实际应用。     

不同进口压板位置的平行流式冷凝器性能研究

针对二流程平行流式冷凝器,通过计算流体力学(CFD)仿真分析,得出进口压板在不同位置时冷凝器内部阻力以及流量分布均匀性的趋势。通过R134a焓差性能试验台,利用红外热成像仪记录冷凝器表面的温度分布情况,对3种不同进口压板位置的冷凝器进行不同风速下的制冷性能试验。结果表明：当进口压板位于第一流程60%左右位置时,冷凝器换热性能最好,制冷剂阻力最小,流量分布最均匀。当进口压板位于第一流程最底端时,换热性能最差,制冷剂阻力最大。在不同风速下,最差位置与最佳位置相比,最差位置换热性能低3%左右,制冷剂阻力高41%～48%。以上试验数据的对比分析,为指导平行流式冷凝器的详细结构设计提供了参考。     

二氧化碳/丙烷用于热泵系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况条件下,对二氧化碳(R744)/丙烷(R290)自然混合工质与四种常见的热泵工质R22、R134a、R410A和R407C的亚临界循环性能进行了分析对比。结果表明:R744/R290的最优质量配比为21/79,系统的制热循环性能系数(COPh)比R22系统提高了10.46%、比R134a系统提高了22.67%、比R410A系统提高了11.93%、比R407C系统提高了9.52%;在10%~35%、0%~35%、10%~35%和10%~35%的R744质量配比内,R744/R290可分别实现对四种常见热泵工质的替代;在最优质量配比下,R744/R290系统的冷凝压力低于R410A系统,压比仅为3.271,排气温度为80.9℃。     

一种新型碳氢冷媒在家用空调中应用的制冷效率研究

本文旨在研究一种新型碳氢冷媒在替代家用空调的R22制冷剂的节能效果分析。新型制冷剂RF以R290和R600a为主要成分,是环境友好型的制冷剂,具有较高的制冷效率。本实验采用了R22充注量为2150g的家用空调为测试设备。期间,对该设备加注了不同质量的RF制冷剂并测试其在不同工况下COP值。结果表明,新型碳氢冷媒RF在夏季工况下使空调COP值提高约10%,制冷剂的质量减少约60%。     

加入少量R290对R744热泵热水器性能变化的模拟分析

本文针对R744热泵热水器系统,考虑系统部件结构参数,建立了系统仿真模型。利用该模型分析了加入少量R290对R744热泵热水器系统性能变化的影响,发现当加入3%的R290时,相比纯R744装置,系统性能最优,其系统制热系数略有增加,最优放热侧压力稍有降低,并预测分析了该配比下,热汇水出水温度为45℃、50℃、55℃、60℃、65℃时系统主要循环性能。结果表明,在纯质R744中加入少量R290组成混合工质既可以提高系统循环性能,又能降低系统放热侧压力。     

不同制冷剂对喷射制冷系统性能的影响

选择R717、R290、R600a、R134a和R1234yf五种沸点相近的制冷工质,基于MATLAB软件,引入制冷剂物性参数的Cleland拟合模型,编写了喷射制冷系统的仿真模型,比较了五种制冷剂在不同冷冻水进口温度及不同冷却水进口温度下,喷射系数u和COP值的变化趋势。结果显示:冷冻水进口温度的改变,使制冷剂的制冷性能随之升高而增大;且制冷剂制冷性能随冷却水进口温度的升高而减小。R717在五种制冷剂中,喷射器喷射系数和系统性能COP都是最大的,R1234yf和R134a则具有相近的喷射系数。     

冷水机组进行氟里昂替换的试验

介绍了用格林柯尔制冷剂R4 11B替代氟里昂R2 2 ,不仅可以提高制冷量 ,而且还可以减少环境污染、节能降耗 ,是一种替代氟里昂节能环保理想的制冷剂     

R290热泵供热换热器的节能性能研究

通过建立R290热泵供热换热器模型,对R290供热换热器的总传热系数进行计算,得出增大R290的质量流速,减小换热管的直径,降低冷凝饱和温度,可增加总传热系数,减少供热换热器尺寸,节约金属材料。通过对R290冷凝流动过程的压降计算,得到随着换热管内径、换热管长、R290质量流量和冷凝温度的变化,沿程阻力压降的变化最大,而局部阻力压力降和加速度阻力压降的变化较小。应从系统运行性能和加工成本等方面综合考虑,优化选择合适的管径、管长和R290质量流量,以节约能源,保护环境。     

混合工质R134a/R23替代R22的可行性研究

叙述了基于新型环保型混合制冷剂R134a/R23替代制冷剂R22的问题,以及通过REFPROP7.5,对混合工质R134a/R23从物性和热力学特性进行的理论计算分析,指出,由质量分数为70%的R134a和质量分数为30%的R23组成的混合制冷剂与R22性能最为接近,在变工况运行条件下,其COP值比R22高8%左右,其冷凝压力比同条件下用R22作为循环工质低21%～36%,理论上完全具有替代R22的可能性。