两相流引射循环系统实验研究及引射器性能数值模拟

用ANSYS CFX软件对两相流引射制冷循环中的引射器内部流动进行了数值模拟,分析了混合室直径和喷嘴喉部直径对引射器性能的影响;根据数值模拟结果加工了引射器试件,对R134a两相流引射器及引射循环制冷系统性能进行了实验研究,探讨了固定工况条件下引射器喷嘴喉部直径和混合室直径的优化匹配。实验与模拟结果均表明,在固定工况条件下,存在使引射比及COP分别达到最大的最佳混合室直径和喷嘴喉部直径组合。在冷凝温度为55℃、蒸发温度为3℃的工况下,当混合室直径为16mm、喷嘴喉部直径为2.0mm时引射器的引射比达到最大值,而两相流引射循环制冷系统的COP在混合室直径为16mm、喉部直径为1.7mm时最高,模拟与实验结果的变化趋势是一致的,但二者的引射比值误差较大。     

空气源热泵-冷柜一体机组冬季制热和冷藏性能实验研究

实验研究了空气源热泵-冷柜一体机系统冬季制热及冷藏性能,比较了室内外温度不同的工况下质量流量比对空气源热泵的制热量、耗功率、COP及冷柜制冷量、COP的影响。实验结果表明,在冬季,随着质量流量比的增加,在质量流量比为8%—16%的区间冷柜系统制冷量和COP随之线性增大,其增速在质量流量比大于16%后明显放缓,而冷柜压缩机耗功率则基本不受质量流量比的影响;空气源热泵系统的制热量随质量流量比的增加稍有减小,而耗功率降低,因此其COP略有上升。在实验温度变化范围内,随着室内或室外温度的升高,空气源热泵系统的性能明显得到改善,但对冷柜系统的影响比较小。     

多功能空调冰蓄冷实验装置的研制及应用

该实验装置集成了冰蓄冷系统及空气源/水源热泵冷热水系统形式,可完成三种蓄冰/融冰性能实验及空气源/水源热泵冷热水机组供冷、供热实验.介绍了实验装置的构成和功能,以及实验参数的测量和实验工况的控制.初步实验结果表明,实验台工况控制稳定可靠,参数测量精度较高.     

跨临界CO2两相流引射制冷系统性能实验研究

对跨临界CO2两相流引射制冷系统性能进行了实验,分析了工况及引射器几何参数对系统性能的影响,结果表明:在实验工况范围内,跨临界CO2两相流引射制冷系统制冷量和COP随气体冷却器压力的升高而升高,随气体冷却器出口温度的升高而降低.对于使用不同喉部直径喷嘴的系统,在相同工况下,引射器喷嘴喉部直径较大的系统的性能较好.对于使用不同直径混合室的系统,随着气体冷却器压力的升高,使用小直径混合室的系统COP变化较大;当气体冷却器压力较低时,使用大直径混合室的系统COP较高,而当气体冷却器压力较高时,使用小混合室直径的系统性能较好.在相同工况下,与传统跨临界CO2循环进行比较,两相流引射制冷循环系统COP最大可提高14%.     

不同自然通风方式室内热舒适性研究

采用数值模拟方法对自然下部通风、自然层状通风、自然顶部通风3种自然通风方式室内温度场和速度场进行研究,以获取3种自然通风方式中室内热舒适性,寻求各自然通风方式适用范围.研究结果显示,3种自然通风方式中人体头部与脚踝之间垂直温差均小于5℃,满足人体热舒适对垂直温差的要求.自然下部通风、自然顶部通风在人体呼吸区高度上气流速度分布比较均匀,除进风口以及出风口附近区域其他区域气流速度均小于引起人体不舒适的最低气流速度0.25m/s,基本满足人体热舒适对吹风感的要求.在实际操作中,应根据当地气候条件以及室内不同功能选择合理的自然通风方式.     

冷水机组用干式蒸发器优化设计

本文在资料[3]提出的新的设计方法的基础上,以消耗铜材重量为目标函数对干式蒸发器进行了优化分析,提供一种使设计方案最佳的方法。计算结果表明,优化效果是明显的,对节约有色金属材料具有重要意义。     

回热器对低温空气制冷系统性能影响的实验研究

随着环保问题的日益突出,空气制冷系统的理论和实验研究重新受到重视。通过对开式空气制冷系统的三种回热方案进行实验测试对比,分析了回热器对系统性能及除湿效果的影响。实验结果表明:与无回热的空气制冷系统相比,在相同的工况下,二级回热系统可大幅降低涡轮出口温度,最大降低约8.5℃,并可大幅降低涡轮进口的含湿量,最大降低约35%。同时一级回热系统和二级回热系统均可大幅增加系统的COP和制冷量,但一级回热器对涡轮进口含湿量的影响较小。     

跨临界CO2两相流引射制冷系统性能实验研究

对跨临界CO2两相流引射制冷系统性能进行了实验,分析了工况及引射器几何参数对系统性能的影响,结果表明:在实验工况范围内,跨临界CO2两相流引射制冷系统制冷量和COP随气体冷却器压力的升高而升高,随气体冷却器出口温度的升高而降低。对于使用不同喉部直径喷嘴的系统,在相同工况下,引射器喷嘴喉部直径较大的系统的性能较好。对于使用不同直径混合室的系统,随着气体冷却器压力的升高,使用小直径混合室的系统COP变化较大;当气体冷却器压力较低时,使用大直径混合室的系统COP较高,而当气体冷却器压力较高时,使用小混合室直径的系统性能较好。在相同工况下,与传统跨临界CO2循环进行比较,两相流引射制冷循环系统COP最大可提高14%。     

基于平均性能最优的空气源热泵除霜控制方法的研究

本文选择空气源热泵机组的性能恶化点作为除霜的开始时刻,提出了一种基于平均性能最优的空气源热泵除霜控制方法。为验证该方法的可行性与适用性,采用四种不同的除霜方案对一台空气源热泵机组的除霜特性进行实验研究。针对不同的结霜工况条件,测量了翅片表面霜层厚度及机组输入功率、制热量等参数随时间的变化,并以此为基础分析了空气源热泵在整个结霜/除霜循环中的总耗功、总制热量以及平均COP的变化。实验结果表明:当空气源热泵机组选择以性能恶化点作为除霜开始时刻时,系统在整个结霜/除霜循环中的平均COP达到最大,即验证该除霜控制方法的可行性,能够用于空气源热泵机组的最佳除霜开始时刻控制。     

空气制冷机的研究和发展

空气是对环境最友好的制冷剂,空气制冷系统可以自由地从环境中获取或从系统向环境排放制冷剂;同时,空气制冷机组对系统密封性要求较低,因此其可靠性高,维护性好,在飞机环境控制系统中得到了广泛应用。本文介绍了空气制冷系统的循环方式和基本特性,总结了系统的性能分析、实验研究及系统关键部件的研究现状,对空气循环制冷系统在空调、热泵、冷冻冷藏、飞机环境控制系统及储能领域的应用进行了综述,并对关键技术的发展应用进行了分析。总体而言,近几十年来,随着涡轮机械设计制造技术、高效换热技术、高速电机技术的进步,空气制冷技术得到快速发展,系统结构更加紧凑,在列车空调、冷冻/冷藏运输领域得到了越来越广泛的应用。在制冷温度为-100～-50℃范围内空气制冷系统的COP高于传统复叠式制冷系统,因此,空气制冷系统在食品速冻领域具有显著优势,同时,在储能、热泵等领域具有较大的应用潜力。