独立式过冷循环对改善单级蒸气压缩制冷系统性能分析

过冷循环是改善单级蒸气压缩制冷系统性能的有效途径。本文以基加利修正案后可选替代制冷剂为分析对象,对带独立式过冷循环的单级蒸气压缩制冷循环的压缩机单位容积制冷量、压力比、排气温度、压缩机功耗、系统性能系数、损失和效率随蒸发温度的变化规律进行分析。结果表明:在固定蒸发温度和固定冷凝温度时,存在最佳过冷度Tsopt使系统COP最大。在最佳过冷度下,独立过冷循环使得系统的性能系数COP明显增大,采用独立过冷循环使R744提高性能效果最明显,R717增大幅度最小。13种不同的工质中,R600a、R152a、R161、R134a、R1234ze系统性能系数COP高于R22。独立过冷循环使系统压缩机总输入功W和损减少, 效率η_χ明显增大。文章揭示了不同工质在引入独立过冷循环的单级蒸气压缩式制冷循环的变化规律,为单级蒸气压缩式制冷循环性能改进提供参考。     

对半封闭制冷压缩机的结构的探讨

一、概述压缩机是制冷装置中的关键部件,起着压缩和输送制冷剂的作用。按照电动机配置方式的不同,活塞式制冷压缩机可以分成全封闭式。半封闭式和开启式三大类型,并根据制冷装置所要求的产冷量和蒸发温度来选择其中的一种型式。图1是半封闭式制冷压缩的典型结构示意图。工作时低压低温的制冷剂蒸气从吸气端盖进入压缩机,内置的吸气过滤器把制冷循环带     

蒸发冷却/凝与热管复合型空调技术在数据中心的应用

调研蒸发冷却技术在数据中心应用情况,并分析几种蒸发冷却与蒸气压缩制冷系统复合型空调系统,结果表明:直接蒸发冷却无法保证空气品质,在数据中心应用受限,间接蒸发冷却可以很好地与蒸气压缩制冷系统分别在蒸发侧及冷凝侧复合,现有空气侧复合型蒸发冷却系统可利用自然冷源的室外空气湿球温度达到21.8℃,自然冷源利用率高,但存在系统体...     

变容量双级压缩热泵系统实验研究

通过改变压缩机频率,实现低高压压缩机理论输气量不同配比,对变容量双级压缩热泵系统进行实验研究,分析系统中间压力、中间温度和制冷剂循环量等参数随低高压压缩机理论输气量比的变化规律。实验结果表明:该系统在较低蒸发温度时,通过增大低高压压缩机理论输气量比可有效提高系统制热量,但系统制热COP改善较小;随蒸发温度的降低,系统制热COP最优值所对应的低高压压缩机理论输气量比将遵循增大的规律。同时指出该系统在蒸发温度0℃,冷凝温度40℃,低高压压缩机理论输气量比为2.82时,系统中间压力已接近冷凝压力,系统失去中间喷射的补气增焓效果。该研究为双级压缩系统性能的研究及其优化设计提供了有力的参考。     

R32变频滚动转子压缩机变工况模型及运行特性

本文研究了R32变频滚动转子式制冷系统,实验分析了压缩机运行频率、吸排气压比、蒸发温度对不同吸气状态下压缩机电效率变化规律的影响,并以此建立了适用于吸气过热和吸气带液的压缩机电效率模型。结果表明:1)在相同压比、相同蒸发温度下,压缩机电效率均随电子膨胀阀开度的变大呈线性下降趋势,且吸气带液段斜率大于吸气过热段,即压缩机吸气带液时,压缩机电效率下降程度更大;2)相同压比下,蒸发温度越高,电效率越小;相同蒸发温度下,压缩机压比越高,电效率越小。同时,压缩机压比越高,蒸发温度对压缩机电效率的影响越大;3)验证工况下模型计算值与实际值最大相对误差为1.83%,最小相对误差为0.03%,具有较好的可靠性;4)压缩机在低频率下运行时性能会恶化,此时模型的准确性会降低,因此模型适用于压缩机频率高于额定频率、吸气干度大于0.88的工况。     

板翅式蒸发器液冷系统设计

为了研究板翅式换热器在沸腾相变换热情况下的传热及压降特性,设计一套采用氟里昂蒸气压缩循环的液体冷却试验系统,其中板翅式换热器作为蒸发器,R22作为制冷剂,热水作为被冷却液体提供制冷剂蒸发所需热量。对该系统的运行工况、参数范围及系统各部件（包括压缩机、冷凝器、毛细管、板翅式蒸发器）进行设计及选择,并介绍所搭建的试验台。     

高转速离心式制冷压缩机研究现状及前景

本文介绍了国内外高转速离心式制冷压缩机研究现状,并针对水蒸气压缩和航空环境控制系统,分析了高转速离心式制冷压缩机在蒸气压缩制冷循环中的应用前景.     

蒸气压缩制冷在高热流电子器件冷却中的应用

由于电子芯片技术的高速发展,集成度不断提高,芯片功耗大和散热困难的问题也凸现出来,传统的散热方法在一些超高热流密度场合已经不能：占效为芯片提供冷却。蒸气压缩制冷可望成为现代高热流电子器件及系统冷却的重要技术,国外主要电子系统公司均已采用蒸气压缩制冷来实现电子系统冷却。要使蒸气压缩制冷在电子系统中得到广泛应用,必须进一步研发高效紧凑的微型制冷压缩机、研制能与电子芯片紧密结合的微型蒸发器以及高效的冷凝器．     

定环境温度下冷库的氨蒸汽压缩制冷系统的火用分析

本文通过对定环境温度条件下的冷库中的氨蒸汽单级压缩系统进行火用分析,利用线性拟合的方法对氨的物性进行模拟,并对定蒸发温度和变蒸发温度时,制冷系统的各部件的火用损失和系统的火用效率进行计算分析,得出在冷库氨蒸汽压缩系统中的蒸发器中的火用损失最大,压缩机和冷凝器次之的结果。提出要对冷库氨蒸汽压缩系统的性能进行改进,必须首先考虑提高其蒸发器、压缩机和冷凝器的火用效率着手;从而提出定环境温度条件下,提高蒸发温度是提高系统火用效率的较好的改进措施之一。     

变流量双级压缩制冷系统实验研究

为改善变工况条件下,定频双级压缩制冷系统不能达到最佳状态运行的现状,本文搭建变流量双级压缩制冷系统实验台,分析了变工况条件下,调节高压级压缩机频率来改变低高压级压缩机输气量之比,对一次节流中间不完全冷却造成的影响。结果表明：当冷凝温度为30 ℃,蒸发温度为?35~?20 ℃,低高压级压缩机输气量之比由1.25增至3.33时,系统制冷量随着低高压级压缩机输气量之比的增加逐渐减少,性能系数COP最大为2.37;当蒸发温度从?20 ℃降至?35 ℃,每降低5 ℃,最佳COP下的低高压压缩机输气量之比依次增大22.10%、12.52%、14.29%。故实际系统设计时,可参考实验数据,根据不同蒸发温度和制冷量需求,调节合适的低高压级压缩机输气量之比,使系统运行达到最佳状态。     

Modeling and performance study of a water-injected twin-screw water vapor compressor

Due to the reason of water injection, twin screw water vapor compressor can realize higher pressure ratio and saturated temperature lift of compressed vapor. Its application in mechanical vapor compression (MVC) heat pump systems has drawn much attention recently because of the great energy-saving potential and reliability. In this paper, a thermodynamic model of the working process in water injected twin screw water vapor compressor is established, in which heat and mass transfer between water liquid and vapor are considered. Its accuracy is validated by the experimental recorded p–V indicator diagrams. With the proposed model, the compressor performance is simulated and studied. According to the simulation results, water injection can increase the volumetric efficiency 5% and adiabatic indication efficiency 6%. Once the discharged vapor has been cooled to saturation, the shaft power of the compressor will increase while the adiabatic indication efficiency and the volume flow rate together with the volumetric efficiency change little with the continuous increase of injected water. Since the sensible heat of water is much smaller than latent heat, the temperature of injected water has little effect on the performance. Both the volume flow rate and shaft power increase linearly with the rotor speed. In addition, the volume flow rate of injected water should be adjusted with the regulation of rotor speed to guarantee a saturate discharge temperature. The volumetric efficiency will increase and the adiabatic indication efficiency will decrease slowly with the rise of rotor speed. Due to the cooling and evaporation effects of liquid water at the discharge chamber, the adiabatic indication efficiency does not decline when it operates at under compression condition. Water injection can greatly improve the compressor performance when the compressor operates at under compression or over compression condition, especially where a high saturated temperature lift of compressed vapor is in demand.     

滚动转子式压缩机吸气状态与排气温度的实验研究

利用变频滚动转子式压缩机实验台,研究了压缩机吸气带液对系统性能和排气温度的影响,以寻求降低压缩机排气温度有效、安全的方法。结果表明:在大部分空调工况和运转频率下,当吸气干度约为0.95~0.98时,系统制冷量和COP达到最大值,且压缩机的排气温度显著降低至吸气压力对应的饱和等熵压缩排气温度。考虑到运行的安全性,吸气干度合适的范围为0.95~0.98。     

跨临界二氧化碳压缩机热力性能仿真与分析

针对跨临界二氧化碳半封闭式往复式活塞压缩机建立了一个通用数学模型,既包括热力学模块,也包括机械模块。热力学模块主要描述气缸内部的气体压缩过程。机械模块包括运动学模型和曲轴连杆机构模型,考虑了轴承上的功耗损失。采用一台压缩机样机对模型进行了不同运行工况下的实验验证,结果显示压缩机流量和耗功的最大误差分别不超过5%和8%。通过仿真分析了变结构和变工况条件下的压缩机性能,结果表明:在不同的运行工况下,存在最佳缸径行程比;容积效率和等熵效率都随着转速的增加而下降;吸排气阀门内径存在最佳值;对于容积效率的影响,吸气阀间隙比排气阀间隙更大,活塞与汽缸间隙比活塞环与汽缸间隙更大。     

滑板喷射型准二级滚动转子压缩机性能

本文提出一种将补气结构设置于滑板上的新型滚动转子压缩机结构,该结构能保证吸气结束后补气口才向压缩腔打开,避免了补气回流至吸气管导致的容积效率降低。通过建立数值模型,对该新型结构进行了模拟研究。结果显示:该新型结构可完全避免喷射过程中喷射制冷剂回流至吸气腔;与传统结构补气单缸滚动转子压缩机相比,带有新型喷射结构的单缸滚动转子压缩机的容积效率提升2.6%~3.7%。     

R404A单机双级与R404A/R23复叠式制冷系统对比分析

通过建立双级压缩制冷系统和复叠式压缩制冷系统热力学模型,在冷凝温度40℃,蒸发温度为-65℃条件下,分析不同的中间温度对两种制冷系统压缩机轴功率,制冷剂流量以及制冷系数等性能参数的影响,并对两种制冷系统的实际运行费用进行了比较。结果表明:在相同的工况下,双级压缩式压缩机轴功率、R404A制冷剂质量流量低于复叠式;而双级压缩制冷系统COP(制冷性能系数)高于复叠式。在冷凝温度为40℃,蒸发温度为-65℃,中间温度为-14℃时,与复叠式制冷系统相比双级压缩式制冷系统全年运行节能可达13%。理论研究表明在-65℃的超低温工况下,双级压缩式制冷系统更具有优势。     

基于吸气喷液的制冷系统热力性能理论研究

吸气喷液是降低压缩机排气温度的有效手段,通过建立制冷系统热力循环计算模型,研究基于吸气喷液的制冷系统热力学状态,以制冷剂R410A为工质,分析在不同工况下热力性能随喷液流量比例的变化趋势。计算结果表明,当喷液流量比例增加到5%时,排气温度平均降低幅度为9℃,功率、制冷量和COP值分别平均下降0.4%、0.6%和0.3%;若蒸发温度增加,功率呈先上升后下降的趋势,蒸发温度每增加5℃,排气温度平均降低幅度为4.5℃,制冷量、COP值分别平均增加17.6%、16.9%;冷凝温度每降低5℃,排气温度平均降低幅度为8℃,功率平均下降11.3%,制冷量、COP值分别平均增加6%、17.9%。     

湿压缩对R32系统性能的影响

采用热力循环理论分析和实验方法,研究湿压缩对R32系统的能力、EER以及排气温度等的影响。理论分析表明,吸气干度在0.85~1.1范围内时,随着吸气干度的降低,排气温度快速降低,而制冷量和EER则先升高后降低。实验结果表明,吸气干度在0.93~1.01范围内时,随着吸气干度的降低,排气温度和EER降低,压缩机的容积效率和电效率降低。     

涡旋式压缩机在低温冷冻领域应用的实验研究

针对带HVE阀设计的半封闭卧式涡旋式压缩机,与当前冷冻市场上广泛使用的一款活塞式压缩机的性能进行对比测试。测试结果表明:由于喷气增焓的作用,随着系统压比的增大,涡旋式压缩机在制冷量方面表现出明显的优势。当蒸发温度为-25℃时,其制冷量与活塞式压缩机的比值,从25℃冷凝温度的约90%,提高到50℃冷凝温度的约130%。与活塞式压缩机相比,在上述运行工况下,涡旋式压缩机的性能也有所提升,当蒸发温度为-25℃时,R404A涡旋式压缩机的EER比活塞式压缩机的提高约2%~8%;R22涡旋式压缩机的EER比活塞式压缩机的提高2%~3%(冷凝温度为25℃时),冷凝温度为50℃时提高4%~5%。     

制冷系统湿压缩时吸气干度控制方法的实验研究

不完全湿压缩能大幅度降低压缩机排气温度,然而该应用的最大难点是如何控制实时压缩机吸气干度在合适的范围内。本文提出了假拟饱和等熵压缩排气温度控制压缩机吸气该干度的方法,理论分析了在AHRI(空调供暖制冷协会)空调和低温制冷两种典型工况下,R22、R32、R134a和R410A四种制冷剂作为冷媒时,应用该方法控制压缩机吸气带液时系统性能的变化,并通过R32实验验证该结论的正确性。结果表明:利用假拟饱和等熵压缩排气温度可以将压缩机吸气状态控制在少量湿蒸气的状态;在T-s图上具有钟型饱和线形状的R32制冷剂,利用假拟饱和等熵压缩所控制的制冷系统,当吸气干度在0.96~1时,制冷量和COP均能达到最大值。