自然工质复叠式制冷循环替代与节能研究

通过对自然工质R290／CO2和NH3／CO2与常规工质R22／R13的复叠式制冷循环的热力学分析，得出P290／CO2复叠式制冷循环的COP比常规工质R22／R13的低，提出CO2低温循环采用膨胀机代替热力膨胀阀，从而提高了COP。在NH3／CO2复叠式循环的NH3高温循环和CO2低温循环中都采用膨胀机代替热力膨胀阀，可以大大地提高COP。自然工质P290／CO2和NH3／CO2替代常规工质R22／R13复叠式制冷循环有很好的前景。     

自然工质低温复叠式制冷循环的热力学分析与比较

介绍了用于低温环境下采用自然工质CO2、NH3和R2903的复叠式制冷循环，介绍和分析了CO2、R290和NH3的物性特征，并且进行了复叠式制冷循环的热力学理论分析，通过计算得出了不同蒸发温度下的最佳低温循环的冷凝温度和最流量比。通过CO2－NH3，CO2－R290和NH3－NH3复叠式循环的比较，可以看出CO2－NH3、CO2－R290的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有明显优势。     

基于低品位余热驱动的正逆耦合空调系统性能分析

针对低品位余热的利用,将有机朗肯系统与复叠式制冷系统耦合,建立了热力学模型;采用R141b作为朗肯循环系统制冷工质,分别采用R22/R23、R404A/R23、R290/R744、R717/R744四种工质对作为复叠式制冷系统高低温级循环的制冷工质;基于EES软件编写了循环性能计算程序,研究了低温级冷凝温度T_(10)、低温级蒸发温度T_e、蒸发冷凝传热温差ΔT对系统性能COPs以及高低温级质量流量比G的影响,并以COPs与G为评价指标选出最佳工质。结果表明系统的COPs会随着低温级冷凝温度的升高而先增大后减小,并存在一个最佳值;系统COPs随着低温级蒸发温度的升高而增大,随着蒸发冷凝传热温差的增大而减小;高低温级质量流量比随着低温级冷凝温度的增大而减小;R717/R744最适合作为有机朗肯-复叠制冷系统复叠制冷部分工质。     

CO2为低温循环工质的复叠式制冷系统的分析比较

通过对NH3/CO2、R290/CO2和R404A/CO2三种复叠式制冷系统的COP、最优低温循环冷凝温度和最佳质量流量比等进行理论分析及性能比较,得出在一定的蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发器传热温差下,三种复叠式制冷系统的COP都随着低温循环冷凝温度的升高呈现出先增大后减少的趋势,其中NH3/CO2复叠式制冷系统的COP最大;三种复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度和最佳质量流量比都随着蒸发温度的升高而升高,其中R404A/CO2复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度最高,NH3/CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比最大。     

非共沸混合工质应用于复叠式高温热泵系统低温回路的试验研究

为研究不同滑移温度的混合工质应用于复叠式热泵系统低温回路对热泵机组性能的影响,搭建复叠式高温热泵实验台,选用R245fa与R134a/R245fa(质量比分别为9:1、8:2、7:3、6:4)作为高温、低温级循环工质,蒸发器进水温度在20～40℃,冷凝器出水温度在110～130℃的情况下进行试验,并对机组的COP、制热...     

冷热组合型超市系统的设计与经济性分析

设计了冷热组合型超市系统,利用CO2跨临界循环对空间夏季供冷和冬季供热,采用R290/CO2复叠式制冷循环对食品冷冻冷藏,同时回收CO2跨临界循环高温气体散发的热量和R290/CO2复叠式制冷循环R290高温循环气体的冷凝热,实现夏季空间供冷、食品制冷的同时供应生活热水,冬季空间供暖、食品制冷的同时供应生活热水,及春秋季节食品制冷同时供应生活热水。并与供冷、供暖、食品制冷和供应生活热水分别进行的常规R404A超市系统的能效相比较,得出冷热组合型超市系统的能耗大大降低,能效明显增加,不仅节约能源,而且保护环境,是很有发展前景的绿色环保系统。     

基于模糊层次分析法的制冷剂选择

制冷剂选择是复叠式热泵研究的一个重要方向。在分析模糊、灰色关联在制冷空调领域应用及复叠式热泵制冷剂选择研究现状基础上,采用模糊层次分析法构建了包括安全性、热力性能、环保性能、成本和热物性5个方面共27个指标组成的制冷剂评价指标体系,建立制冷剂性能综合评价模型,利用该模型在47种纯工质范围内为复叠式热泵选择合适的工质。结果表明,综合性能较好的制冷剂组合为R134a/R601a、R134a/R601、R1234yf/R236ea等。     

渔船发动机废热驱动的两级复叠吸收制冷循环性能分析

针对传统吸收式制冷无法达到较低温度以及自复叠吸收制冷在制得较低温度时系统性能系数过小的缺点,提出发动机废热驱动的两级复叠式吸收制冷循环用于捕获海产品的速冻保鲜。首先采用SRK方程获得了该循环高、低温级工质对R134a/DMF和R23/DMF的热力学性质参数,进而对循环进行了建模分析。通过直接搜索法得到了在不同工况下的最优高温级发生温度。发现在当吸收温度为30℃,冷凝温度为35℃,制冷温度在-40℃以上时,循环最佳蒸发冷凝温度和高、低温级发生温度分别为-3℃、106℃和140℃,此时循环COPint 可达到0.143。但该循环性能受吸收、冷凝温度影响较大,因此不太适合在海水温度过高的海域使用。     

中温地热能驱动的有机朗肯-复叠式制冷系统性能分析

针对中温地热能的利用,建立了有机朗肯-复叠式制冷系统的热力学模型,其中高温部分分别采用R245fa,R600a,R141b做工质,低温部分利用R744做工质。通过热力学模拟计算,分析了该系统性能系数COPs在低温级冷凝温度、高温级冷凝温度、低温级蒸发温度改变时的变化规律,并以系统性能系数COPs及高低温级质量流量比G作为评价指标,优选出最佳工质。分析表明:系统存在一个最佳低温级冷凝温度,使系统性能系数COPs最大;在一定运行工况下,系统的COPs随着蒸发冷凝器传热温差的加大而逐渐减小,随着高温级冷凝温度的升高而降低,随着低温级蒸发温度的升高而增高;高低温级质量流量比G随着低温级蒸发温度的升高而逐渐降低。为提高系统性能和保证系统的安全运行,应尽可能提高低温级蒸发温度、降低高温级冷凝温度和减小蒸发冷凝器传热温差。综合比较,以R141b/R744为工质的有机朗肯-复叠式制冷循环具有很好的发展前景。     

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。     

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℃。     

烟气余热驱动复叠式非共沸工质有机朗肯循环系统热力学分析

文章构建了复叠式非共沸工质有机朗肯循环系统模型,并利用该模型对复叠式非共沸工质有机朗肯循环系统的热力学性能进行分析,得到了高温级循环质量流量、低温级循环质量流量、冷却水质量流量、高温级循环净输出功率、低温级循环净输出功率、冷却水泵功耗和系统净输出功率等随工质摩尔组分的变化规律。分析结果表明,高温级循环蒸发泡点温度和高温级蒸发器夹点位置会影响复叠式非共沸工质有机朗肯循环各项性能参数随工质摩尔组分的变化趋势,当高温级循环混合物中环戊烷的摩尔组分为0.8,低温级循环混合物中异丁烷摩尔的组分为0.1时,复叠式非共沸工质有机朗肯循环系统的净输出功率达到最大值,为92.79 kW,比复叠式纯工质有机朗肯循环系统提高了3.83%。     

低品位热驱动的混合工质喷射制冷循环研究

提出一种低品位热驱动的混合工质喷射制冷循环,将沸点相差较大的非共沸混合工质引入喷射制冷循环,采用两级分凝分离降低该新循环压比,实现在喷射制冷循环中获得较低的制冷温度和较高制冷效率。建立组成循环各部件热力学数学模型,在系统稳定运行的条件下,分析喷射器压比、冷凝温度和混合工质组分配比对新循环工作性能的影响。研究表明:采用混合工质R600/R290的喷射制冷循环可获得低于-20℃的制冷温度。     

自然工质超市制冷系统的分析与比较

介绍使用自然工质R290和CO2的复叠式超市制冷系统,通过与R22和R404A超市制冷系统的分析比较,看出R290／CO2超市制冷系统较R22R404A超市制冷系统有明显的优势,不仅节约能源,而且保护环境。     

余热驱动的有机朗肯循环-复叠式制冷系统?分析

针对余热的有效利用,建立了有机朗肯循环-复叠式制冷系统的热力学模型,其中:有机朗肯循环系统分别采用R123、R1234ze、R245fa、R600a、RC318、R141b等六种工质;复叠式制冷系统分别采用R22/R23、R404/R23、R290/R744、R717/R744等四种工质对。选择系统?效率作为性能评价指标,运用热力学第二定律研究系统运行参数对系统?效率的影响,分析了系统各部件的?损失,并指出了能量利用的薄弱环节,提出了有效提高系统性能的建议,为系统的优化提供参考。结果表明,对系统?效率而言,R141b和R717/R744是最佳工质。系统主要部件按?损失大小依次为凝汽器、膨胀机、高温级冷凝器、发生器、高温级压缩机、低温级蒸发器、蒸发冷凝器。尽可能提高压缩机的等熵效率,优化设计换热器的结构,减小传热温差,才能减少不可逆损失,提高换热器的?效率。     

中高温热泵混合工质R13I1/R290/R600a替代R134a的理论研究

针对普通R134a热泵制取中高温热水过程中存在的冷凝压力过高、系统效率低、不环保及无法直接替代等问题,提出一种新型中高温热泵混合工质R13I1/R290/R600a。建立基于该工质的热力循环模型,计算该循环的热力特性。结合气象数据,对其进行多工况计算并与已有的工质R134a、MIX1和MIX2对比分析。研究结果表明该新型混合工质的循环性能与同模型常温热泵工况下R134a的循环性质大致相同,且其环境性能优良:ODP为零,GWP小于20,温度滑移小于4℃。单位容积制热量略低于R134a,分别比MIX1和MIX2平均高16.7%、1.3%;COP分别比R134a、MIX1和MIX2平均高9.2%、4.1%和0.7%。综合循环性能较对比工质更优越,适用于冷凝温度为70～90℃,循环温升低于75℃的热泵工况。     

以R508B与R23为低温工质的复叠循环理论模拟

在医用超低温场景下,研究了以R404A为高温级工质,分别以R508B与R23为低温级工质的复叠循环的理论循环性能。通过计算,模拟了高温级冷凝温度、高温级蒸发温度和冷凝蒸发器换热温差对系统COP的影响。得到结论,随着高温级冷凝温度的升高,复叠系统的COP逐渐下降;随着高温级制冷系统蒸发温度的升高,复叠系统的COP呈现出先上升后下降的变化趋势;而随着冷凝蒸发器换热温差的升高,复叠系统的COP出现逐渐下降的趋势。综合来看,应优先考虑R508B作为低温级制冷工质。     

环保制冷剂循环性能分析

为提高制冷空调和热泵性能,分别选取CO2,R134a,R1234yf和R11制冷剂,以单级循环和双级循环为研究途径,分析了不同工况下,排气压力、蒸发温度和冷凝温度等因素对循环性能的影响。研究结果为制冷空调和热泵优化设计及新产品的开发提供理论依据。     

三级复叠式制冷系统低温级制冷剂的应用分析

为研究三级复叠制冷系统中低温循环制冷剂替代的可行性方案,采用R1150/R170/R717、R50/R170/R717和R14/R170/R717三种工质组合,对三级复叠式制冷系统的高低温循环压缩机的排气温度、压缩机输入功率、COP、热力学完善度、系统的■效率、■损失以及系统中各个部件■损失所占比例随蒸发温度的变化进行热力学分析。研究结果表明:不同蒸发温度下均存在最佳中间循环冷凝温度,使COP值最大。蒸发温度由-100.0℃升高到-80.0℃时,R1150/R170/R717的■损失最小,COP、热力学完善度和■效率最大。R1150/R170/R717的COP由0.60增大到0.82。R1150/R170/R717的COP比R14/R170/R717的COP高3.47%～4.49%。主要的■损失部件是冷凝器,冷凝器的■损失所占比例随蒸发温度的升高而升高。推荐在三级复叠式制冷系统中采用R1150/R170/R717制冷剂组合方案,研究结果为三级复叠式制冷系统工质组的选择提供理论依据。     

一种地热热泵的新型工质实验分析

地热热泵的应用可以提高对地热能的利用率、减少地表热污染，但它必须配以适宜的循环工质才能很好地发挥作用。该文针对以40℃-45℃的地热排水为低温热源，同时冷凝温度在80℃-100℃之间的地热热泵系统，提出了一种新的混合循环工质R290/R600a/R123(50%/10%/40%)，并做了相应的实验研究，最终发现充灌了此工质的地热热泵系统COP可以达到3.5以上，冷凝温度高于80℃，冷凝压力低于1.8MPa，同时可将40℃-46℃的地热水冷却到31℃-36℃。