直冷电冰箱节能技术研究

设计出冷冻室高效蒸发器,采用横、竖盘管混排结构冷凝器及防凝露管节能设计,实施了双稳态电磁阀控制的高效制冷循环,分析并匹配了NBM III6Y高效压缩机,使用环保节能制冷剂HC-600 a,应用双重门封及门一体发泡技术,采用复合绝热体设计等措施,研制的BCD-188CHS电冰箱最大负荷日耗电0.39度,节能状态下达0.31度。能效等级达我国1级、欧洲A++级。回收期1.8年。     

一种小型液冷系统的设计研究

设计了一种用于冷却实验室设备的小型液冷系统,采用了压缩制冷和空气冷却复合的形式。该系统通过电磁阀的通断切换压缩制冷和强迫风冷模式,并运用各种传感器对温度、压力、流量进行调节和控制。该系统具有节能、可靠性高、结构紧凑、维护方便、换热效率高等优点。     

应用于低温领域的双温复叠式制冷循环

双温复叠式制冷循环可以用于低温领域中需要提供两个不同制冷温度的场合。首先介绍了双温复叠式制冷循环的原理和组成,然后建立了双温复叠式制冷循环的热力学模型,通过热力计算分析了冷凝温度、低温部分蒸发温度、蒸发冷凝器传热温差、流经高低温蒸发器质量流量比、过热度和过冷度对该循环性能的影响。     

面向多蒸发器制冷系统的高效能控制器设计

针对多蒸发器制冷系统的高效控制问题提出了基于模型预测控制的精确控制方法。利用在多蒸发器上分布式部署单个控制器以实现对整个制冷系统的制冷能力和蒸发过热等指标的控制能力。对多蒸发器压缩器制冷循环过程进行了建模分析,给出了其工作过程中详细的关系式,在此基础上设计了基于模型预测的控制器,并进行实验仿真,结果表明控制器的响应动作与实际的制冷需求基本一致。     

压缩空气蓄冷系统循环形式的选择

压缩空气蓄冷系统是一种新型的冷量储存系统.针对这种系统,本文研究了四种不同的循环实现形式.分析了这四种循环形式的制冷量、运行性能系数COP并对其进行了对比.结果表明:压缩空气蓄冷系统应用于室温条件下的制冷场合时,两级压缩、三级膨胀驱动蒸气压缩制冷系统相对于其他三种循环,运行性能较好;两级压缩、三级膨胀驱动空气压缩膨胀制冷循环,可以制取的制冷温度较广,适应变工况的能力较好,并且结构简单,也具有一定的优势.     

直膨空调系统动态建模及温湿度解耦控制

基于压缩制冷循环的直膨空调系统可以通过调节压缩机转速和风机转速来实现室内热环境的温湿度同时控制,但由于系统存在工况范围大、干扰多、非线性、运行参数强耦合等问题,简单控制方法很难取得良好的温湿度控制效果。本文通过联立空调房间及直膨蒸发器的一阶微分方程,建立了直膨空调系统动态机理模型,并借利用实验数据完成了机理模型验证。利用模型分析了直膨系统降温除湿过程温湿度的交叉耦合作用。借助机理模型,设计了基于PID控制的双回路的温湿度前馈解耦控制器。该控制器通过在压缩机转速-干球温度控制回路和空气流量-含湿量控制回路分别设置前馈补偿器的方式实现了系统解耦。结果表明,所设计的前馈解耦控制器能较好的补偿直膨空调系统降温除湿过程的热湿耦合,实现室内温湿度控制的同时也具备较强的抗干扰能力。     

四温区温度可调制冷装置的制冷系统

在深冷区、冷冻区、冰温区及冷藏区蒸发器两端并联单向电磁阀实现三级分流以控制和分配制冷量,实现四温区温度可调,形成多种组合节能运行模式或延伸功能,同时减少主机开停机次数达到节能目的。     

激光显微共聚焦拉曼光谱仪变温系统的设计与研制

针对常规激光显微共聚焦拉曼光谱仪无法满足物质变温,特别是低温测试需求的问题,设计了适用于拉曼光谱仪的高精度变温系统。该系统采用GM制冷机作为制冷源,利用高纯无氧铜作为导冷介质,通过将GM制冷机的冷量传导至样品台,并利用控温仪进行温度控制,可以实现待测样品10 K-402 K范围的温度变化控制,控温精度高于0.008 K。相比于常规的低温测试设备,该系统无需采用液氮、液氦进行制冷,大幅降低了设备的使用及维护费用。同时,使用激光显微共聚焦拉曼光谱仪搭载该系统,成功获得了Si、V₂O₅等材料的变温拉曼光谱,验证了激光显微共聚焦拉曼光谱仪变温系统设计的可靠性。     

脉冲管制冷机蓄冷器的热力学循环数值分析

脉冲管制冷机内部工质气体热力学循环是理解脉冲管制冷机制冷机理的一个重要方面。本文采用拉格朗日方法对制冷机蓄冷器内部气体微团热力学循环进行了数值统计分析,结果表明,对于变频率和充气压力工况,蓄冷器内单位质量气体单位时间内循环换热量和制冷机能达到的最低制冷温度紧密相关。     

太阳能光伏光热扁管式蒸发器性能分析

根据太阳能光伏光热蒸发器与制冷系统之间的能量平衡,建立了光伏光热扁管式蒸发器性能的数理模型。该模型考虑了光伏光热扁管式蒸发器的传热系数变化,并分析了太阳辐射强度、环境温度、制冷循环的蒸发温度对光伏光热扁管式蒸发器的电池板温度、电池板光电转换效率、电池板发电功率以及光伏光热蒸发器散热量的影响。     

带有高压储液器的制冷系统建模研究

通过对制冷系统循环特性、变工况特性和参数间耦合特性的分析,遵循热力学基本定律和能量、动量、质量守恒定律,采用稳态和动态建模相结合的方法建立压缩式制冷系统的数学模型。针对换热器建模难点采用分相区和移动边界相结合的方法建立其集总参数动态模型,并且冷凝器与高压储液器相结合,构成冷凝器加储液器的整体部件,文中建立的制冷系统的整体模型,反映了制冷系统工况变化时制冷剂质量的重新分配及其对状态变量的影响,提高了系统建模的精度,最后通过实验对所建模型的准确性进行了验证。     

Thermal modelling and energy conservation studies on freon rankine cycle cooling system with regenerative heat exchanger

This communication presents a thermodynamic analysis and assessment of a Freon fluid Rankine cycle cooling system. The system consists of two subsystems—Rankine engine (RE) power cycle and a vapour compression (V-C) refrigeration cycle. The heat engine subsystem consists of a boiler, turbine, condenser and a feed pump while the cooling subsystem consists of a mechanical compressor, condenser, evaporator and an expansion valve. A number of working fluid combinations for the RE cycle and V-C cycle subsystems have been chosen on the basis of their thermodynamic properties and their suitability judged in terms of the performance parameters, namely, the thermal efficiency of the power cycle and the coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle. A regenerative heat exchanger (RHE) is incorporated in the RE cycle to improve the cycle efficiency and achieve energy conservation.The effects of various operation parameters, namely, component temperatures, adiabatic expansion/compression efficiencies and effectiveness of the RHE on the overall COP have been assessed. It is found that R114 + R22 give the best overall system performance and the presence of the RHE improves the system COP significantly. The effect of V-C cycle condenser temperature is more pronounced as compared to that of the RE cycle condenser and similarly the effect of evaporator temperature in the V-C cycle is more pronounced as compared to that of the boiler in the Rankine cycle subsystem.     

带引射器和经济器的CO2跨临界制冷系统

为提高CO2跨临界制冷循环的效率,本文提出一种带引射器和经济器的CO2跨临界循环系统.通过合理设计专用的涡旋式或螺杆式CO2压缩机及中间补气孔,采用经济器可减少CO2跨临界循环的压缩不可逆损失;采用引射器代替节流阀,部分回收工质从高压到低压过程的膨胀功,可增加制冷量.通过热力学分析,确定带引射器和经济器的CO2跨临界循环系统合理的补气压力,可以得到较高的循环效率.在较低蒸发温度下,该系统可以明显降低压缩机的排气温度,有利于系统稳定运行.     

自然冷源在家用冰箱系统应用及性能分析

空气自然冷源已逐渐用于制冷系统中,引入自然冷源能提高冷凝器出口过冷度,或将自然冷源冷却载冷剂经节流直接引入蒸发器,可有效提高系统COP;基于国内冬春季温度≤5℃的自然冷源分布状况,设计了一种引入自然冷源用于家用冰箱的新型制冷系统,并建立热力学计算模型,分析了不同自然冷源工况时冷凝器过冷度在0、5、10、15℃下的系统COP、压缩机指示功率、系统耗电量及冷凝器热负荷,经计算,冬春季时与传统家用冰箱制冷系统相比,系统COP提高了12%,日均系统耗电量节约0.48kWh。     

Mathematical modeling of multicylinder compressor discharge system interactions

Gas oscillations are complicated in a multicylinder compressor discharge system because of the cylinder interactions. These are identified and modeled here as kinematic and geometric types of coupling. The kinematic coupling effect is incorporated with the input volume velocities, at the values, which are derived from the discharge mass flow rates. To account for the geometric interactions arising because of the interconnected cavities and passages, impedance matrices are formulated. The discharge system components are described by steady state acoustic impedances, in distributed parameters format. The overall discharge system mathematical model (in the frequency domain) is then coupled with the time domain compressor cylinder thermodynamic, and valve fluid and structural dynamic models. An iterative is used to account for the back pressure effect.The theory is applied to a two cylinder high speed refrigeration compressor. Unsteady flow pressures are predicted in the valve chamber (for capacity and energy consumption considerations), and at the manifold end (for muffling effectiveness consideration). Excellent agreements between theory and experiment are obtained. The technique as outlined in this paper should be applicable to any multicylinder/interstaged positive displacement type of fluid machine.     

一种新型自复叠制冷循环特性研究

提出一种新型自复叠制冷循环,通过设置喷射器,利用高压高沸点液态制冷剂引射低压低沸点气态制冷剂,充分回收高沸点组分的节流损失,提高压缩机吸气口处低沸点组分的吸气压力并获取更低制冷温度。建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了冷凝温度、混合工质配比和压缩比等参数对传统自复叠制冷循环和新型自复叠制冷循环的工作特性影响。研究表明,新型自复叠制冷循环制冷效率与传统自复叠制冷循环相当,但前者所获得制冷温度比后者所获得制冷温度可降低约10～20℃     

冷却物冷藏间冷风机的空气除霜实验研究

冷却物冷藏间以贮藏果蔬为主,当贮藏品种产于热带地区,贮藏温度高于0℃。由于贮藏温度距水的冰点不远,制冷系统的蒸发温度会低于冰点,在工作过程中蒸发器表面必然结霜。文中对冷间温度高于冰点,蒸发温度低于冰点的冷库制冷系统,进行了空气除霜和"依次除霜法"实验,通过冷风机回风区空气温度、冷风机蒸发管组翅片温度的测量,结合肉眼观察认为,库温为5℃的情况下,依靠制冷压缩机停机阶段,冷风机风扇常开,能够基本除掉上次制冷过程产生的结霜,当制冷系统规律工作8小时,前期制冷过程积累的结冰可以通过"依次除霜法"依次关闭除霜冷风机的供液电磁阀15分钟,在保证库房降温的前提下,能够彻底除掉蒸发器表面的结霜。     

一种改进的单级压缩分凝制冷系统设计

介绍了一种单级压缩分凝制冷系统的缺点,提出了新的改进方案,并进行了主要部件如压缩机、冷凝器、蒸发器、毛细管、组合换热器的设计计算。在试验样机上测试,各种指标均符合设计要求。