新型两级压缩热泵中高温工况循环性能分析

中高温热泵系统中在工业领域有广泛的应用,但其排气温度偏高。本文从降低压缩机排气温度角度,设计一种双级压缩新型热泵系统。系统由高低级压缩机、分凝器、两个节流机构等组成。以循环性能较好的两种工质R134a和R152a为系统循环工质,理论分析结果表明:在中高温工况下,新系统工质R152a循环性能系数COP优于R134a,在相同工况下工质R152a循环性能COP比R134a高7%⁸%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有38%;高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低;排气温度与传统单级压缩系统相比有3¹2℃的降幅。     

R22的替代物THR03的实验研究及性能分析

在一新建的高精度实验台上分别对以R22及THR03为制冷工质的制冷系统在4个工况下进行了系统的实验研究,由实验得到了THR03、R22在4种工况下制冷系统制冷量、压缩机耗功量、压缩机排气温度等性能参数实验数据,分析和比较了THR03制冷系统及R22制冷系统在同一工况下的性能,并给出了实验结果.     

R134a、R417a和R22用于空气源热泵热水器的性能研究

在焓差法空调器性能测试平台上,对空气源热泵热水器分别用R134 a、R417 a和R22进行各种典型工况下的试验,对3种制冷工质的吸排气压力、吸排气温度、压缩机输入功率、制热量、性能系数进行对比分析,分析验证了各参数随环境工况变化的关系,得出了在不同工况下的各特性参数的变化规律,为热泵热水器的设计及工质选用提供了参考。     

R134a应用于中间补气螺杆压缩机制冷系统的数值分析与研究

分析了中间补气的螺杆压缩机制冷系统的工作原理,并对系统的循环进行分析,在不同工况下,对使用R134a的中间补气的螺杆压缩机制冷系统的性能进行了理论分析。研究表明:对于应用R134a的中间补气螺杆压缩机系统,制冷量和电功率均随一级压缩内容积比的增大而减小,而性能系数COP值随一级压缩内容积比的增大而增大。因此,在满足所需制冷量的前提下,要选取适当的补气口开设位置,才能获得较好的性能。     

基于适定工质的准二级压缩循环在高温工况下的 特性研究

以经济器补气的准二级压缩循环为研究对象,在40～65℃循环温升下选取R1233zd(E)、R245fa为代表性高温热泵工质,建立循环分析模型,调用软件Refprop查询工质物性进行理论仿真,在与单级压缩循环对比中分析了中间补气压力、一级压缩容积比、蒸发温度和冷凝温度对循环制热量、压缩机功率、COP的影响。结果表明:蒸发温度45℃、冷凝温度110℃的高温工况下,准二级压缩循环的制热性能优于单级压缩循环;最优相对补气压力系数1.1～1.3处,R1233zd(E)、R245fa的COP分别提高8.7%和11.1%;COP随一级压缩容积比增大而减小,工质COP减小率分别为2.7%和2.2%;COP随蒸发温度升高而增大,工质COP增加率分别为10.1%和10.7%;COP随冷凝温度升高而减小,工质COP减小率分别为9.7%和10.8%。     

低温空气源CO_2热泵热水器系统特性研究

压缩机排气温度过高及制热量不足等现象是单级蒸汽压缩式制冷系统在低蒸发温度下经常面临的问题,以CO_2为制冷工质的中间不完全冷却两级蒸汽压缩热泵系统能很好地改善这些问题。本文构建了低环温(-20℃)下CO_2热泵热水器系统、确定了系统各部件结构参数、建立了部件和热泵系统的数学模型。模拟结果表明:随着环境温度升高,CO_2热泵热水器系统制热量以及COP呈现出增长的趋势,改变水侧输入参数对系统性能有较大影响。     

7℃工况下R417a和R22用于空气源热泵热水器的试验研究

在7℃工况下对R417a用于空气源热泵热水器进行了试验,并在不同进水温度下对吸排气压力、吸排气温度、消耗功率、制热功率、热效率等方面与R22进行了对比分析.结果表明,7℃工况下混合工质R417a用于热泵热水器时,它的排力压力,输入功率低于R22,制热功率易受水温影响,制热量低于R22,性能系数下降迅速,但平均性能系数比R22略高.     

R427a应用于空气源热泵热水器的性能研究

对制冷剂R427a在空气源热泵热水器上的应用做了研究,并与常用制冷剂R22和R134a在典型工况下做了对比分析,分析了3种制冷剂的吸排气压力、吸排气温度、压缩机功率、制热量、性能系数随环境工况变化的关系,得出了各特性参数的变化规律;另外在5℃进出水温差条件下,热水进水温度每上升5℃(如50℃进水,55℃进水,60℃进水)时,制热量下降2%～3%;COP下降10%～11%;功率上升11%～13%;吸排气压力分别上升3%～4%、10%～15%;吸排气温度分别上升5%、10%左右;这些为热泵热水器的设计使用及工质选用提供了参考。     

冰箱用压缩机变工况运行的热力性能实验研究

采用实验的方法,以R600a为工质,吸排气压力为自变量,分析了吸排气压力对往复压缩机的热力性能影响。实验结果表明:在其他参数不变时,提高吸气压力使制冷量和功耗增加,但因制冷量增幅比功耗增幅大,故性能系数COP增加;提高排气压力造成压缩机制冷量降低,功耗反而增大,COP显著降低,排气温度先降低后升高,运行经济性变差。     

R1234yf和R134a的通用性研究及对冰箱压缩机性能的影响

为研究制冷剂R1234yf替代R134a后对冰箱压缩机性能的影响,以及两者在冰箱压缩机使用上的通用性,分别选取标称使用R1234yf和标称使用R134a制冷剂的冰箱压缩机各一台,在同一测试系统下分别使用R1234yf和R134a制冷剂对2台压缩机进行不同工况的测试,测试方法遵循标准GB/T 5773—2016《容积式制冷剂压缩机性能试验方法》的要求,考察并对比测试结果中的制冷量、耗电量、COP、制冷剂质量流量、排气温度以及壳体温度等参数,同时结合制冷剂物性参数进行分析,最终试验及分析结果显示R1234yf与R134a对于冰箱压缩机通用性很高,而且制冷剂替换后对于压缩机本身性能的影响不及对整体制冷系统大。另外,结果还表明使用R1234yf更有利于增加系统的制冷剂质量流量从而提升压缩机本体的制冷量,其负面影响是消耗更大的输入功率,而使用R134a则有利于降低压缩机壳体温度。     

制冷剂R1234ze在高温热泵中应用的对比研究

对比了R1234ze、R134a、R124、R142b等工质的热物理性质,分析了几种工质在高温热泵应用中相同工况下的压比、COP、压缩机排气量、排气温度等性能参数,论述了R1234ze用作高温热泵工质的可行性及R1234ze高温热泵机组的特性。结果表明R1234ze在高温热泵75⁹5℃工作区间内,具有系统制热COP高、压比适中、压缩机排气温度低等特点。同时,其良好的热物性、较低的GWP值决定了其可以应用于高温热泵中。     

自然工质制冷系统性能的比较分析

从理论计算出发,对自然工质用于制冷循环系统的几种常见系统进行了模拟;在多种工况下,分别对NH3、R290和CO2的单级压缩式、双级压缩式、NH3-CO2复叠式以及R290- CO2复叠式循环系统进行了计算分析,综合考虑系统COP和压缩机进口比容两方面因素并进行比较,为自然工质用于各种制冷循环系统提供了一个参考.     

Exergy efficiency and irreversibility comparison of R22, R134a, R290 and R407C to replace R22 in an air conditioning system

This work presents an experimental comparison of exergy efficiency (EE), irreversibility at the process 1–2 (evaporator exit to compressor inlet), 2–3 (compressor inlet to condenser inlet), 3–4 (condenser inlet to expansion valve inlet), 4–5 (expansion valve inlet to evaporator inlet) and 5–1 (evaporator), and coefficient of performance (COP) of R22, and its substitutes R134a, R290 and R407C in vapor compression refrigeration system (VCRS) of an air conditioner. In addition, the effects of air temperature in the freezer with reference to environment states on irreversibility and EE have been investigated. At ?18°C air temperature in the freezer, 33°C reference environment state and 42% relative humidity refrigerants R22 and its substitutes R134a, R290 and R407C VCRSs the total irreversibilities are 665.7, 753.5, 582.1 and 677 W, and EEs are 22.9, 14.2, 26.5 and 20.6%, respectively. The refrigerant R290 is the best performer among candidate refrigerants but it suffers from flammability. Thus, R407C can considerably be used to replace R22.     

R32在带经济器的风冷冷热水机组的试验研究

分析了R32替代R410A的优势,针对R32系统排气温度过高的限制,提出采用经济器的方法降低排气温度,从理论方面分析了R32替代R410A后单级压缩制冷系统运行参数的变化。在理论研究基础上,采用某企业生产以R410A为制冷剂带有经济器的风冷热泵机组作为原型机,分别使用R410A和R32作为制冷剂,进行试验研究。试验参照GB/T 18430.2—2008名义工况,对比同一系统采用2种不同制冷剂后,系统充注量、换热量、功率、COP、排气温度等参数的变化。结果表明:R32系统充注量仅为R410A的70%,接近摩尔质量分数。在制冷及制热名义工况下R32能力及能效比均不低于R410A,R32系统排气温度及压缩比明显降低,但采用经济器中间补气后系统性能系数提高幅度不大。     

热泵干衣机用线性压缩机的设计优化与性能分析

针对热泵干衣机的应用特点,介绍了热泵干衣机用线性压缩机的设计过程与优化方法,并进行了系统性能分析。设计的线性压缩机样机作为热泵干衣机可以实现70%以上的压缩效率, 压缩效率受工况条件影响较小,随冷凝温度的降低略有下降,而随蒸发温度的降低略有增加。但热泵循环制热能效COP受工况条件影响较大,冷凝温度越低或者蒸发温度越低,制热COP越高。在冷凝温度63 ℃,过冷度0 ℃,蒸发温度7 ℃,过热度3 ℃的工况下,制热COP可以达3.0以上。     

ZnO nanorefrigerant in R152a refrigeration system for energy conservation and green environment

In this paper the reliability and performance of a vapour compression refrigeration system with ZnO nanoparticles in the working fluid was investigated experimentally. Nanorefrigerant was synthesized on the basis of the concept of the nanofluids, which was prepared by mixing ZnO nanoparticles with R152a refrigerant. The conventional refrigerant R134a has a global warming potential (GWP) of 1300 whereas R152a has a significant reduced value of GWP of 140 only. An experimental test rig is designed and fabricated indigenously in the laboratory to carry out the investigations. ZnO nanoparticles with refrigerant mixture were used in HFC R152a refrigeration system. The system performance with nanoparticles was then investigated. The concentration of nano ZnO ranges in the order of 0.1% v, 0.3% v and 0.5%v with particle size of 50 nm and 150 g of R152a was charged and tests were conducted. The compressor suction pressure, discharge pressure and evaporator temperature were measured. The results indicated that ZnO nanorefrigerant works normally and safely in the system. The ZnO nanoparticle concentration is an important factor considered for heat transfer enhancement in the refrigeration system. The performance of the system was significantly improved with 21% less energy consumption when 0.5%v ZnO-R152a refrigerant. Both the suction pressure and discharge pressure were lowered by 10.5% when nanorefrigerant was used. The evaporator temperature was reduced by 6% with the use of nanorefrigerant. Hence ZnO nanoparticles could be used in refrigeration system to considerably reduce energy consumption. The usage of R152a with zero ozone depleting potential (ODP) and very less GWP and thus provides a green and clean environment. The complete experimental results and their analysis are reported in the main paper.     

培尔顿式膨胀-辅助压缩机在制冷系统中的研究

研究了一种具有简单结构的培尔顿式膨胀-辅压一体的能量回收装置,可用于小型制冷系统中取代节流阀,回收膨胀过程的压力损失,并将其直接转化为机械功作用于系统中,达到能量回收利用的目的.通过理论分析和模拟计算,比较了辅助压缩机在系统中的布置方式对回收功、制热量、COP等参数的影响,并对常用氟利昂工质R410A、R134a、R22的运行参数进行了比较.设计并制作了能量回收装置的样机,搭建了可供系统试验比较的测试台,讨论了部分试验结果及改进方向.     

基于爱因斯坦制冷循环的单压系统改进的研究

综述了爱因斯坦单压吸收式制冷循环装置的发展历程和研究现状,针对其中的不足提出一种改进型单压吸收式制冷装置,通过对该系统建立热力学模型,应用P-T方程和P-R混合规则模拟出系统中正丁烷-氨、氨-水工质组的相平衡参数曲线,和各状态点的状态点的初始参数,探究了蒸发温度、冷凝温度、发生温度等因素对系统性能的影响。模拟结果表明:系统COP及制冷量随蒸发温度的升高而增加,随着冷凝温度升高而降低,系统COP呈下降趋势,冷凝温度上限为48℃;当发生温度在100~120℃范围变化时,系统COP随发生温度升高而增加。相对而言,系统COP对发生温度的变化最敏感,发生温度次之,再次是冷凝温度。模拟结果为后续试验台搭建提供了理论参考。