利用熵产最小法分析R290/CO2复叠式制冷循环

介绍了低温环境下采用自然工质R290和CO2的复叠式制冷循环，用熵产最小法对R290／CO2复叠式低温制冷循环进行了分析，利用熵产最小法确定R290/CO2复叠式低温制冷循环的最佳中间温度。为提高R290／CO2复叠式低温制冷循环的效率，应减少蒸发器、冷凝器和冷凝蒸发器的传热温差，可以看出R290／CO2的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有很好的发展前景。     

一种节能环保型复叠式制冷系统

为解决自然工质R290／CO2复叠式制冷循环COP较低的问题，提出采用过热、过冷和用膨胀机代替节流阀的方法。通过热力学分析对比得出，用膨胀机代替节流阀同时过冷的方法可以大大提高R290／CO2复叠式制冷循环的COP。自然工质R290／CO2复叠式制冷循环替代常规工质有很好的前景。     

新型环保超市制冷系统

介绍了一种新型自然工质R290／CO2复叠式超市制冷系统，分析了R290／CO2复叠式制冷循环用于超市制冷系统的原理、能效等问题，环保R290／CO2复叠式超市制冷系统有着很好的应用前景。     

R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290／C02复叠式制冷系统的性能实验,对低温循环用CO2作为制冷工质,高温循环分别用R22和R290为制冷工质的性能进行比较,结果表明,随着蒸发温度的升高,冷凝温度的降低,R290／CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比增大,COP增加。随着高温循环压缩机入口温度的升高,R290压缩机的功耗略高于R22压缩机的功耗,R290循环的COPh要高于R22循环的COPh。结果表明自然工质R290／CO2复叠式制冷系统具有很好的发展前景。     

二氧化碳复叠式制冷循环的热力性能分析

分析了CO2的热力特性和CO2复叠式制冷循环的优势及应用现状,概述了复叠式制冷循环的原理及组成,从理论和实验两个方面对NH3/CO2和R290/CO2复叠式制冷循环进行了分析,得出了COP以及高低压级质量流量比与蒸发温度、冷凝温度、冷凝蒸发温差之间的关系.     

回热器对复叠式制冷系统性能的影响

通过分析回热器对R290/CO2、NH3/CO2、R404A/CO2三种复叠式制冷系统性能的影响,得出在一定的冷凝温度、蒸发温度和冷凝蒸发器传热温差下,回热循环能提高R290/CO2、R404A/CO2复叠式制冷系统的性能系数,且当回热器效率大于0.31时,R290/CO2复叠式制冷系统的性能系数超过NH3/CO2复叠式制冷系统的性能系数,减少R290/CO2、NH3/CO2、R404A/CO2复叠式制冷系统中高温循环制冷剂的充注量,从而提高复叠式制冷系统的安全性。     

自然工质在小型超市制冷系统中应用的理论分析

本文对低温级以CO2为工质的超市复叠式制冷系统进行了热力学理论分析,计算了不同蒸发温度、冷凝温度和不同传热温差下的COP,并与传统的超市复叠制冷循环进行对比分析。结果发现自然工质CO2／NH,复叠制冷系统的性能效率为最好,而R290／CO2复叠制冷系统的COP与使用传统工质的相当。因此,将自然环保工质复叠式制冷系统应用于小型超市具有很好的应用前景。     

自然工质低温冷冻箱的设计与试验

对R290／CO2自然工质复叠式制冷系统低温冷冻箱进行设计和试验,冷冻箱内的温度在2个小时内平稳下降54．5℃,并保持在-41℃,这说明冷冻箱的设计合理,温度的稳定性较好,为自然工质R290／CO2复叠式制冷系统的推广应用打下了一定的基础。     

R404A与CO2复叠式制冷系统的理论分析

本文针对所建立的新型R404A／CO2复叠式制冷设备进行了理论研究,该系统可提供零下40℃以下的低温环境。根据R404A和CO2的物性特征及复叠式循环流程,通过数值模拟寻找一定工况下CO2低温级的最佳冷凝温度及二者的最佳质量流量比,分析冷凝蒸发器的工作温度、CO2侧蒸发温度、R404侧的冷凝温度等对R404A／CO2复叠式系统COP的影响。结果表明,为了提高循环效率并保证循环的安全运行,应尽可能地升高低温段蒸发温度、降低高温段冷凝温度,缩小冷凝蒸发器的传热温差,环保工质R404A和CO2的复叠式制冷系统在低温制冷条件下有良好的发展前景。     

环保型低温制冷系统的性能实验

对环保型R290/CO2复叠式低温制冷系统的性能进行实验,得出R290循环的COP要比CO2循环的COP高,CO2压缩机的吸气温度对CO2压缩机排气温度的影响较明显.CO2低温循环中,随着温度的降低,制冷工质的粘性对管路的流动阻力损失影响不大.制冷系统的压力和流量的稳定性非常好,温度的稳定性能够满足实验精度要求.     

采用R744/R290的自复叠制冷系统热力性质分析

对采用R744/R290混合自然工质的自复叠制冷循环的热力性质进行分析。经过计算,得出了冷凝器压力、蒸发器压力、冷凝器出口温度、蒸发器出口制冷剂的状态、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744/R290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。     

-60℃水冷自复叠制冷系统研究

提出一种新型水冷自复叠制冷循环方式,用冷凝分离器代替传统循环的冷凝器和相分离器,在冷凝分离器中同时完成了高沸点工质的冷凝及高沸点工质与低沸点工质的分离。对采用这种冷凝分离器的水冷自复叠制冷循环方式的R22/R23、R290/R170、R134a/R23、R134a/R170四种工质对进行了循环特性研究。在自行搭建的水冷自复叠制冷系统实验台上进行了R22/R23、R134a/R23两种工质对的实验研究。结果表明,在相同工况下,R22/R23自复叠制冷系统的COP要高于R134a/R23自复叠制冷系统;和传统的自复叠系统相比,采用冷凝分离器的水冷自复叠制冷循环COP明显提高,提升率达到60%~100%。     

Experiment and simulation on the performance of an autocascade refrigeration system using carbon dioxide as a refrigerant

The main purpose of this study is to investigate the performance of an autocascade refrigeration system using zeotropic refrigerant mixtures of R744/134a and R744/290. One of the advantages of this system is the possibility of keeping the highest pressure of the system within a limit by selecting the composition of a refrigerant mixture as compared to that in the vapor compression system using pure carbon dioxide. Performance test and simulation have been carried out for an autocascade refrigeration system by varying secondary fluid temperatures at evaporator and condenser inlets. Variations of mass flow rate of refrigerant, compressor power, refrigeration capacity, and coefficient of performance (COP) with respect to the mass fraction of R744 in R744/134a and R744/290 mixtures are presented at different operating conditions. Experimental results show similar trends with those from the simulation. As the composition of R744 in the refrigerant mixture increases, cooling capacity is enhanced, but COP tends to decrease while the system pressure rises.

Résumé

The main purpose of this study is to investigate the performance of an autocascade refrigeration system using zeotropic refrigerant mixtures of R744/134a and R744/290. One of the advantages of this system is the possibility in keeping the highest pressure of the system within a limit by selecting the composition of a refrigerant mixture as compared to that in the vapor compression system using pure carbon dioxide. Performance test and simulation have been carried out for an autocascade refrigeration system by varying secondary fluid temperatures at evaporator and condenser inlets. Variations of mass flow rate of refrigerant, compressor power, refrigeration capacity, and coefficient of performance (COP) with respect to the mass fraction of R744 in R744/134a and R744/290 mixtures are presented at different operating conditions. Experimental results show similar trends with those from the simulation. As the composition of R744 in the refrigerant mixture increases, cooling capacity is enhanced, but COP tends to decrease while the system pressure rises.     

R404A直接接触凝结制冷循环的性能分析

提出R404A直接接触凝结换热的制冷循环,分析R404A直接接触凝结制冷循环的热力性能,并与常规双级压缩制冷循环的性能进行对比。得出结论:在一定的冷凝温度、蒸发温度和过冷液体的过冷度下,直接接触凝结制冷循环存在最佳的饱和液体温度,并在此最佳的饱和液体温度下,获得最优的性能和最小的冷凝热负荷,随着过冷液体的过冷度增大和蒸发温度升高,直接接触凝结制冷循环的性能系数增加、冷凝热负荷减少,获得最优性能的最佳饱和液体温度值提高。过冷液体的过冷度为25℃时,直接接触凝结制冷循环的最佳性能系数较双级压缩制冷循环的最佳性能系数提高6.2%。直接接触凝结制冷循环的最小冷凝热负荷较双级压缩制冷循环的最小冷凝热负荷减小1.8%。     

R290小型家用空调器的性能匹配研究

研究了以自然工质丙烷（R290）替代R22的小型家用空调的性能匹配情况,并分别在KF-26GW,K和高能效机型节能王子KFR-27GW／E上进行了R290替代R22的实验研究,分别进行了最佳充灌量、单双毛细管匹配和R290回热研究。研究表明在合适匹配的情况下R290最佳充灌量为原机R22充灌量的50％左右,其冷量能够达到R22机型的97．2％,能效比最高提高了12．6％,P290回热循环的回热制冷量略有下降。     

R290/R600a混合工质制冷系统泄漏点对系统性能的影响

混合工质在不同位置的泄漏所引起的系统中工质对组分比例发生变化会对制冷系统的性能产生很大影响。根据混合法则,从理论上研究R290/R600a工质对泄漏率在5%~40%范围内8种泄漏率条件下,系统工质对组分变化的规律。按照理论计算的要求建立制冷系统工质泄漏实验台,对实验台在4种泄漏率条件下的蒸发压力、冷凝压力、制冷量和COP进行研究。计算和实验结果表明,在蒸发器出口和冷凝器入口处的泄漏使低沸点组分R290在工质对中的比例增大,系统制冷量增加且COP下降;在蒸发器入口和冷凝器出口处的泄漏使高沸点组分R600a在工质对中的比例增大,系统制冷量下降且COP上升。     

Energy and exergy analysis of zeotropic mixture R290/R600a vapor-compression refrigeration cycle with separation condensation

This paper proposes a modified vapor-compression refrigeration cycle (MVRC) system operating with the zeotropic mixture R290/R600a for domestic refrigerator-freezers. In the MVRC system, a phase separator is introduced to enhance the overall system performance. A theoretical energy and exergy analysis on the performance of the MVRC is carried out by using the developed mathematical model, and then compared with that of the traditional vapor-compression refrigeration cycle (TVRC) operating with the refrigerant R600a and the zeotropic mixture R290/R600a, respectively. According to the simulation results of these two cycles, the MVRC can give the most excellent performances in the COP (coefficient of performance), the volumetric refrigeration capacity, the total exergy destruction and the exergetic efficiency under the same given operating conditions. Therefore, the performance characteristics of the MVRC may show its promise in domestic refrigerator-freezer applications.