CO_2跨临界热泵系统的优化与实验研究

为了提高CO2跨临界循环的性能,对系统每个部件以及整个系统的优化研究是非常必要的.因此提出了以基于系统的优化目标函数对CO2换热器的结构敏感性进行优化计算,分析了优化目标函数COPm随气体冷却器和蒸发器管径和管长的变化.计算结果表明,CO2跨临界循环系统应选择小管径和长管长.同时对优化后的新系统进行了模拟计算,其COP和制冷量分别比原系统提高了15%和18%.根据优化结果以及原有系统存在的问题,对换热器及相关部件进行了设计加工,进而建立了新的CO2跨临界水水热泵实验系统.结果显示,新系统的COP和制冷量提高了30%左右.总之,实验测试数据验证了模拟计算结果的正确性,所得结果有助于对CO2跨临界水-水热泵系统进行改善.     

CO2跨临界水-水热泵系统模拟与试验研究

主要对带节流阀的CO2跨临界水-水热泵系统建立了数学模型,对系统的制热性能进行了模拟计算,并与试验数据做了对比。主要分析了高压侧压力、冷却水和冷冻水的进口温度和流量分别对系统制热系数和制热量的影响。结果表明,模拟计算结果与试验测试值的一致性较好,从而验证了模型的可信度。模拟所得对应最大制热系数的最佳高压侧压力与实验结果存在一定的偏差。系统的制热性能系数和制热量随着冷却水进口温度的升高而降低,随冷冻水进口温度的升高而增大;而且都随着冷却水和冷冻水流量的增加呈现出升高趋势。     

CO2跨临界循环水源热泵的封闭式摆动转子膨胀机

二氧化碳作为具有环保潜质的自然工质,在最近10年越来越受到人们的关注.然而不足的是,二氧化碳的跨临界循环还存在效率低的问题.为了降低由于超临界节流造成的不可逆损失,采用膨胀机代替节流阀,并回收膨胀功,以提高系统的循环效率.开发了二氧化碳跨临界循环水源热泵摆动膨胀机,并进行结构对比和强度分析.对二氧化碳跨临界循环水源热泵系统进行试验测试,分析表明摆动转子膨胀机结构适合在高压下工作,在试验测试条件下,膨胀机的效率可以达到44%.     

示踪法测量气体流量的试验研究

以空气作为被测流体,以CO作为示踪气体,在直径为0.300m的90°弯曲管道内对示踪法测量气体流量进行了试验研究。结果表明,多点释放/多点取样比单点释放/单点取样时,取样点处示踪气体的浓度测量偏差小。释放点位于弯头上游7D～13D(D为管道直径)、取样点位于弯头下游10D～14D处,流量计算值(示踪法)与测量值(涡轮流量计)的相对误差在-2.15%～1.69%的范围内,释放点与取样点的位置越远,示踪法测量流量的相对误差越小。示踪气体的释放量需要与管道输送气体流量相匹配。对于含有脏污介质的大口径管道工业气体输送过程中的流量计,采用示踪法进行在线校准,是一种简单有效的校准方法。     

低温室效应工质空调蒸发器性能模拟计算

建立翅片管式蒸发器的稳态分布参数数学模型,考虑蒸发器内部的实际流动状态,用Visual Basic计算机语言编写翅片管式蒸发器模拟计算程序,利用R22的计算结果与文献试验结果进行验证,得到较好的一致性。基于此模型模拟低温室效应(Global warming potential,GWP)工质R290、HFO1234yf和HFO1234ze在翅片管式蒸发器内的流动换热特性。分析改变迎面风速、制冷剂质量流量以及管外径尺寸时换热量和压降的变化情况,并与现在广泛使用的R410A进行性能的对比分析。结果表明,风速稳定时R290换热量最大,HFO1234yf最小;相同情况下,HFO1234yf与HFO1234ze最容易达到过热状态;压降相同时,R410A的质量流量最大,R290的最小;换热量相同时,HFO1234yf的质量流量最大,R290的最小。为低GWP工质翅片管式蒸发器的优化设计和系统匹配以及制冷剂的替代提供理论基础。     

CO2循环在较低温制冷系统中的应用分析

对CO2带回热器双级压缩制冷、CO2带单膨胀机与CO2带双膨胀机双级压缩制冷系统进行了分析，同时与以R134a和R12为工质的双级压缩制冷进行了对比。由以上分析得出，由于CO2的热力学性质及其压缩机的特点，CO2系统非常适宜在较低的蒸发温度下使用。并且由于膨胀机的应用，将使CO2循环在较低温制冷系统的性能系数超过R12系统，具有更强的竞争力。     

CO2空调热泵机组管路的安全性分析

CO2是制冷空调业中最有潜力的自然工质之一.从内压变化、管路壁厚和管径之间的关系出发,通过分析不同种类材料性能对CO2跨临界热泵系统管路系统可靠性的影响,发现管路系统的可靠性与管径的大小成反比,与管壁厚度和材料的许用应力成正比,找出了高压下系统运行可靠度的变化规律及提高可靠度的措施.     

火灾对可持续发展危害性的热力学分析

运用热力学的原理,分析了火灾等灾害事故造成的低熵资源的无谓耗损、自然环境的双重熵增,阐明了火灾事故对可持续发展的严重危害性,探讨了在大力推进社会经济快速发展的进程中,坚持安全发展的原则实施防灾减灾战略的重要性。     

氨在空调制冷领域的应用

在热力特性、环境安全特性及技术成熟性等方面比较了氨和其他几种工质，介绍了氨在空调制冷领域应用中几项关键技术的发展，以及氨系统目前的应用情况。     

间接式污水源热泵机组节能技术分析

分析了间接式污水源热泵机组节能技术,包括提高压缩机效率,改善压缩机工作条件,减小传热温差,引射回油/液等。理论计算结果表明,与普通污水源热泵机组相比,间接式污水源热泵机组夏季制冷工况下性能系数可提高20%左右,冬季制热工况下性能系数可提高17%左右。