高温气体与过冷液直接接触凝结制冷循环的性能分析

提出制冷压缩机排出的高温高压制冷剂气体与制冷剂过冷液体直接接触凝结换热的新型制冷循环,结合自然工质氨的热力特性,分析直接接触凝结制冷循环的热力性能,并与常规双级压缩和单级压缩制冷循环的性能进行对比,得出:随着主循环饱和液温度的升高,直接接触凝结制冷循环的性能系数先增大后减小存在最大值,冷凝器散热量先减小后增大存在最小值,流过蒸发器的制冷剂质量流量逐渐增大。在相同蒸发温度和冷凝温度下,当过冷液体的过冷度为20℃时,较常规双级压缩制冷循环,直接接触凝结制冷循环的性能系数提高4.92%,冷凝器散热量减少6.65%,蒸发器的制冷剂质量流量减少7.2%~7.9%;当过冷液体的过冷度为5℃时,较常规单级压缩制冷循环,直接接触凝结制冷循环的性能系数提高6.52%,冷凝器散热量减少3.32%,蒸发器的制冷剂质量流量减少8.58%~8.91%。结果表明氨直接接触凝结制冷循环较常规制冷循环具有明显的优势。     

R744直接接触冷凝制冷循环性能分析

对R717循环辅助过冷、R744主循环制冷压缩机排出的气体与R744过冷液直接接触冷凝的R717/R744-DCC制冷循环的热力性能进行分析,得出:R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环存在最佳的R744主循环冷凝温度,并获得最优的性能系数和最低的R717冷凝器散热量。R744主循环过冷液体的过冷度增大,最优的性能系数降低,最低R717冷凝器散热量增大,对应的R744主循环冷凝温度升高,R744蒸发器的质量流量减少。与常规R717/R744复叠式制冷循环的热力性能比较,在相同的运行工况和最佳R744主循环冷凝温度下,R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环最优性能系数提高了5.2%,最低R717冷凝器散热量减少了1.6%。R744主循环冷凝温度在-10~8℃范围内,R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环R744蒸发器的制冷剂质量流量减少了1.75%~2.61%,R717冷凝器的制冷剂流量减少了0.51%~0.82%。     

R744直接接触冷凝制冷循环性能分析

对R717循环辅助过冷、R744主循环制冷压缩机排出的气体与R744过冷液直接接触冷凝的R717/R744-DCC制冷循环的热力性能进行分析,得出：R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环存在最佳的R744主循环冷凝温度,并获得最优的性能系数和最低的R717冷凝器散热量。R744主循环过冷液体的过冷度增大,最优的性能系数降低,最低R717冷凝器散热量增大,对应的R744主循环冷凝温度升高,R744蒸发器的质量流量减少。与常规R717/R744复叠式制冷循环的热力性能比较,在相同的运行工况和最佳R744主循环冷凝温度下,R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环最优性能系数提高了5.2%,最低R717冷凝器散热量减少了1.6%。R744主循环冷凝温度在-10～8℃范围内,R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环R744蒸发器的制冷剂质量流量减少了1.75%～2.61%,R717冷凝器的制冷剂流量减少了0.51%～0.82%。     

氨制冷循环系统中过冷器的作用及其应用

在煤化工项目中,为满足低温甲醇洗等装置的冷量需求,通常需设置氨制冷循环系统。氨制冷循环系统中冷凝器出口的饱和液氨过冷可提高单位质量液氨的制冷量,从而在冷量需求一定的情况下,减少液氨的用量和氨压缩机的功耗,实现节能。本文以单级氨制冷理论循环为例说明过冷器的作用,并得出过冷对制冷循环总是有利的,过冷度越大,则越节能的结论;通过分析四种实现过冷的方法,得到既可实现较大过冷度,又适用于氨制冷剂的方法为设置经济器,即第四种方法。某集团新建氨制冷循环系统采用了此方法,Aspen模拟结果显示,与无过冷的氨制冷循环系统相比,氨压缩机功耗降低了8.4%,实现了节能。     

低温余热驱动的氨吸收/压缩联合制冷循环的热力性能分析

提出了以低温余热为驱动热源的氨吸收,压缩联合制冷循环过程,根据schulz所建立的氨水溶液的热力学性质方程,对此循环过程的热力性能进行了模拟计算.分析考察了蒸发温度、压缩比、放气范围等参量对系统的制冷系数,发生温度和循环倍率的影响规律.结果表明,与单级氨吸收制冷相比,在同样的蒸发温度下,氨吸收/压缩联合制冷循环过程可以显著降低热源温度,为有效利用低温位余热进行制冷提供了一种有效的方法.     

基于物化热效应的制冷新循环热力分析

提出一种基于物化热效应的制冷新循环,该循环利用氨基甲酸铵分解反应以及反应产物汽化的吸热效应进行制冷,利用该反应的逆反应实现放热。对不同运行工况下循环的热力性能进行了理论计算与分析,结果表明,吸、放热过程温差不宜高于40℃,中间压力、中间温度对循环热力性能影响显著,存在最佳的中间压力使循环热力性能达到最大,同时确定了该循环的最佳中间压力,且最佳中间温度为该压力下的平衡温度。与单级蒸汽压缩式制冷的理论循环相比,该循环的性能系数提高约20%,与液体汽化相变制冷循环相比,具有更高的能效。     

以H_2O-[Dmim]DMP为工质的制冷循环分析

以水为制冷剂,离子液体1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐[Dmim]DMP为吸收剂组成新型吸收式制冷循环工质。在冷凝器温度为35℃时,性能系数高达0.9330,分析了冷凝温度对其他循环性能的影响。     

小管径CO2蒸发器换热性能

为进一步优化适用于低蒸发温度的CO₂蒸发器性能，建立CO₂翅片管式蒸发器数学模型，探究在低蒸发温度-35℃、制冷剂流量0.06 kg/s、进风干球温度-25℃、风速1—3.5m/s条件下，5种不同换热管径及流路数对CO₂蒸发器的换热量、传热特性、压降特性的影响，并搭建CO₂跨临界双级压缩制冷试验台对蒸发器进行性能测试，验证蒸发器模型的准确性与可靠性。研究结果表明：迎面风速的增加可以提高蒸发器换热特性和增大管内外侧压降，但迎面风速过大反而会使管内换热系数降低；小管径在CO₂蒸发器的应用，可以显著提高换热性能，5 mm管径蒸发器空气侧与制冷剂侧换热系数相比于6.35 mm管径换热器分别最大提高15%和45.91%;通过增加流路数可以明显改善小管径蒸发器压降过大问题，为用于低温制冷的CO₂蒸发器性能优化与推广提供参考。     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数（冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度）对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数(冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度)对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

采用新型循环方式的硅胶-水吸附式制冷机

The paper proposes an adsorption refrigeration system using silica gel and water as working pair with novel design. In this system, the adsorber, condenser and evaporator are housed in one vacuum chamber, forming an adsorption refrigeration unit. Two such units work alternatively to supply cooling continuously. The construction, parameters of the adsorber, condenser and evaporator and characteristics of the cycle are given. The experimental results demonstrate that the mass recovery process can significantly improve the cooling capacity and COP. The effects of evaporating temperature and cooling water inlet temperature on chiller performance are analyzed. Comparison of the novel system and conventional ones demonstrates that the novel system has a higher performance than the conventional ones with heat recovery process if the problem of cooling loss can be resolved.     

回热器对双级压缩和复叠式压缩制冷系统影响的分析

为了研究回热器对双级压缩制冷系统和复叠式压缩制冷系统的影响,以R404A双级压缩制冷系统和R404A/R23复叠式压缩制冷系统为例,通过建立两种制冷系统的热力学模型和(火用)分析法,分析了回热器效率对压缩机排气温度、单位质量制冷量、制冷剂质量流量、系统制热能效比(COP)、系统总(火用)损、系统各部件(火用)损和系统(火用)效率的影响。结果表明,在双级压缩制冷系统中,当回热器效率ε 取0.1～0.9时,系统COP增大4.0%,系统的总(火用)损减少9.6%,而系统(火用)效率增大7.1%;在复叠式压缩制冷系统中,系统COP和系统(火用)效率随高温级回热器效率ε 增大而增大,随低温级回热器效率ε增大而减小,而系统总的(火用)损随高温级回热器效率ε 增大而减小,随低温级回热器效率ε 增大而增大。     

R236fa/R32大滑移温度混合工质的优选方法及实验验证

针对适用不同制冷工况下混合工质组成及组分的多样化选择问题,提出了对应用于双温制冷机组的大滑移温度混合工质R236fa/R32组分在冷凝温度范围为311～333K、蒸发温度范围为269～290K的优选方法。对R236fa/R32的温度随焓值非线性变化特性进行了理论研究;建立了混合制冷剂蒸发换热过程由于温度随焓值非线性变化特性产生的熵增模型,通过对混合工质不同组分高、低温蒸发器的熵增变化情况确定最佳组分。并搭建了试验台,通过实验研究得到了该混合工质不同组分下在换热器中的温度分布情况、制冷效率（COP）及压缩机功耗情况验证该优选方法的结果。研究结果表明：该熵增模型能够较好地反映该混合制冷剂不同组分的COP特性及压缩机功耗,随着R32质量分数的增加,蒸发器的熵增先增大、后减小,在R236fa/R32为4∶6时,低温蒸发段和高温蒸发段由于温度随焓值非线性变化特性产生的熵增都最小,因此为该机组的最佳组分,验证了理论分析的正确性。该方法可以为不同工况下混合工质的优选提供参考。     

R23/R134a一级分凝和二级分凝自复叠喷射制冷循环性能理论分析

基于非共沸混合工质自复叠原理应用于喷射制冷循环的研究,对一级分凝和二级分凝自复叠喷射循环进行了理论分析,研究了使用R134a/R23非共沸混合工质时制冷剂的配比、冷凝温度和蒸发温度对两种循环性能的影响,结果表明：随着低沸点组分R23质量分数由0.10增至0.20,一级分凝循环喷射器压比在3.4附近变化,而二级分凝循环喷射器压比在1.8附近变化,两种循环COP均增大;随着冷凝温度由18℃升至23℃,一级分凝循环喷射器压比由3.242增至3.792,而二级分凝循环喷射器压比由1.860升至1.867,两种循环COP均降低;随着蒸发温度由-10℃降至-15℃,一级分凝循环喷射器压比由3.454降至2.832,而二级分凝循环喷射器压比由1.870降至1.840,两种循环COP均升高,并且在相同工况下,二级分凝循环COP远高于一级分凝循环;二级分凝循环在喷射器压比为1.8时,可获得-15℃温区的制冷温度。     

机载综合环控系统的热管理

利用燃油作为主要热沉,同时引入液体PAO与R134a作为辅助热沉,提出了一种环控系统热管理的新方案。空气压缩制冷子系统与高温PAO子系统以空气-PAO换热器为连接点,耦合为座舱与电子舱室1的热管理子系统;低温PAO子系统与蒸发压缩制冷循环以蒸发器为连接点,耦合为电子舱室2的热管理子系统。采用数学理论计算与计算机建模仿真研究相结合的方法,建立了空气-液体换热器、液-液蒸发器/冷凝器等主要元件的仿真模型,对环控系统进行性能分析。结果表明,在一定的引气温度和压力条件下,燃油作为主要热沉可以吸收大量的热量,同时各子系统的热量互补能够满足驾驶舱与电子舱的温度控制,保证其稳定、高效的运行。     

CO2跨临界双级压缩制冷循环的热力学分析

Two-stage vapor compression refrigeration cycle was accomplished with an intercooler.The state of the refrigerant vapor leaving the intercooler affects the system performance.The thermodynamic analysis of the trans-critical two-stage refrigeration cycle using CO₂ as the refrigerant was made with a condensing temperature of 35℃.When the intercooler operated at about the geometric mean of the evaporating and condensing pressures,compared with the single stage cycle,the coefficient of performance（COP）of the two-stage cycle was improved.As the degree of superheating of the CO₂ vapor leaving the intercooler increased,the COP of the two-stage system decreased.     

带气液分离器自动复叠系统中节流阀开度引起的混合工质浓度偏移(英文)

Auto cascade refrigeration (ACR) cycle with phase separators is widely used in the cryogenic system. The compo-sition of mixed refrigerant has a great effect on the performance of the system. Based on the assumption of infinite volume of phase separator, ACR system with one phase separator is simulated in this paper. The variation of refrigerant composition under different valves opening is obtained. A related experimental system is set up to verify the variation. The result shows that when the valve opening connected to the evaporator increases or the valve opening under the phase separator decreases, the low-boiling component concentration of the working mixture passing through the compressor and condenser increases, while the high-boiling component concentra-tion decreases. Furthermore, the variations of condensation pressure and evaporation pressure under different valves opening are also observed. This paper is helpful to deepen the understanding of ACR system.     

Theoretical investigation into instability of a refrigeration system with an evaporator controlled by a thermostatic expansion valve

A theoretical model is developed and solved to investigate the instability of a refrigeration system with an evaporator controlled by a thermostatic expansion valve. An evaporator time constant is used to account for the delay of the liquid refrigerant distribution along the two phase region. Results show that there is an evaporator critical time constant, below which the system operates in a stable manner. This critical time constant is found to decrease with decreasing the partial load and to increase with increasing the contact thermal resistance and the two-phase region heat transfer coefficient. The bulb size is also found to have a great effect on the stability.