热-电驱动喷射压缩复合制冷循环特性研究

自复叠制冷循环具有获得制冷温度低优点,但其完全消耗的是高品位电能或机械能;喷射制冷具有利用低品位低温热源(60~100℃)制取冷量、且制冷温度较高时制冷效率高等优点,但难以获得较低制冷温度。因此,为了实现低品位热在低温冷冻领域高效利用并节省高品位电能,本文提出一种由低品位低温热源与电能联合驱动的混合工质喷射/压缩复合制冷循环。建立组成新循环各部件热力学数学模型,分析喷射器压缩比和压缩机压缩比对复合式制冷循环的热性能系数和机械性能系数影响,并与传统的自复叠制冷循环特性进行比较分析。研究表明,低品位热源与电能联合驱动喷射/压缩复合制冷循环较传统I刍复叠制冷循环可显著提高制冷效率并获得更低制冷温度。     

30K～60K温区混合工质内复叠节流制冷循环及其实验验证

本文提出了利用内复叠节流制冷循环获得３０Ｋ－６０Ｋ温区的新制冷方案。进行了与之相关的热力学问题分析，建立了实验装置，首次获得了５０Ｋ左右的低温。     

直线压缩机驱动热声型低温热声制冷机研究

直线压缩机驱动的热声型低温热声制冷机是获得低温的一种重要制冷技术,它利用直线压缩机往复运动产生的声波驱动脉管产生热声制冷效应而工作。文中报道了由中国科学院理化所和深圳市中科力函热声技术工程研究中心联合研制的系列液氮温区低温热声制冷机,其效率达到22%,为目前国际上所有公开报道的各类热声制冷机中的最高效率。该系列低温热声制冷机在低温下无运动部件、可靠性高,在红外探测器、高温超导滤波器等低温电子器件冷却方面具有重要应用前景。此外,还将对下一步的研究进行简单的介绍。     

燃料电池余热驱动吸附制冷复合系统实验研究

回收低温质子交换膜燃料电池运行过程中产生的约70?C低品位废热实现高效制冷是提高冷电联供系统总效率的关键。本文研制并搭建了吸附制冷与固体除湿空调复合系统实验平台,利用燃料电池余热驱动实现高效制冷除湿。实验结果表明,复合系统能有效被70?C低品位余热驱动。提高入口空气的温度或相对湿度能有效提升系统性能,制冷量和COP分别达3.95 k W和0.539。经计算,采用该复合系统回收利用燃料电池产生的70?C低品位余热能大幅提高系统总效率,可达67.3%。     

扬声器驱动热声制冷机的研究进展

热声制冷技术是一项新型的制冷技术,它具有运动部件少、运行可靠、振动小、寿命长、对环境无污染等优点,在航天、超导、低温电子、低温生物等众多领域有着十分广阔的应用前景。本文阐述热声制冷效应的基本原理和热声制冷循环之后,系统介绍了热声制冷机中共振管、板毪、换热器、动力源(扬声器)等部件和制冷工质的研究情况。同时,指出了扬声器驱动热声制冷存在的问题,并对热声制冷的发展进行了展望。     

新型液氦温区热声驱动制冷系统研究

提出一种采用气液耦合谐振子的新型热声驱动制冷系统,理论上首次实现液氦温区制冷。模拟结果显示,系统最低无负荷制冷温度达到5.9 K,为目前热声制冷系统的最低记录。本文首先基于数值模拟优化了新型热声制冷系统结构参数;然后,分别揭示了系统内部关键参数的沿程分布以及热力学性能的影响规律。本研究填补了热声制冷技术应用于液氦温区的空白,有望为航天、低温电子器件及氢能源利用等领域中的新型热驱动制冷机奠定理论基础。     

一种新型分布式功冷联产系统性能研究

提出一种新型分布式功冷联产系统,有机整合了小型燃气轮机、氨水蒸汽动力装置和吸收式制冷装置。燃机排烟的高温热量用于驱动氨水蒸汽动力装置做功,烟气低温热量和氨水透平排汽热量用于驱动吸收式制冷装置,实现了烟气余热的梯级利用。模拟结果表明,新系统的等效发电效率和(火用)效率分别为45.3%和35.5%,比参比系统分别高出7.5和8.6个百分点。系统(火用)分析和参数敏感性分析表明,燃机排烟余热的梯级利用是系统性能提高的主要原因。新系统为提高分布式供能系统的总体性能提供了一种新方法。     

多功能热管型二级吸附制冷的循环特性研究

设计了一台以氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对的多功能热管型吸附制冷机组,采用一种新型的基于二次回热的二级循环方式来降低驱动热源的温度梯度,吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由无外加驱动力的多功能热管工作完成.研究结果表明:当解吸温度为103℃及冷却水温度为30℃时,回热型二级循环相对传统二级循环可显著提高机组的工作性能,制冷系数COP及单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在23%以上;相对单级循环,二级吸附循环的最大优点在于能有效利用更低品位的余热和可再生能源作为驱动热源进行制冷,吸附制冷技术在低温热源场合的应用提供了有效途径.     

ICF平面低温冷冻靶系统的初步设计及应用

 利用Gifford-McMahon（G-M）制冷机提供低温源,研制了平面低温冷冻靶系统。该系统最低温度可以达到10 K,制冷功率随温度降低而降低,制冷速率可控。其中,在18.6 K其制冷功率可以达到6.5 W;在14 K其制冷功率为3 W。利用该系统,初步开展了氩、氢的冷冻实验,并研究了温度对激光惯性约束聚变靶丸结构的影响。获得了氩、氢平面低温冷冻靶,并观察到了低温诱导聚变靶丸形变现象。     

高性能太阳能固体吸附式制冷与供热联合循环研究

以电加热器为热驱动源,对所提出的太阳能供热与制冷联合循环的复合机系统进行了实际测试及性能分析。实验结果表明,供热与制冷联合循环的复合机装置,能有效地应用于太阳能为驱动源的固体吸附式制冷装置之中,并在制冷的同时对外供热,系统的总能利用得到了较大的提高,为太阳能制冷技术的有效利用作出了积极的探索。     

40K温区的热驱动低温热声制冷机

热声驱动脉管制冷机主要由热声发动机和脉管制冷机组成,是一种完全无运动部件的新型低温制冷机。本文在实验室现有行波热声发动机的基础上,运用线性热声理论对两级脉管制冷机进行了设计,并用声学放大器对热声发动机和脉管制冷机进行耦合,提高脉管制冷机的驱动压比,从而获得了41 K的低温,这是目前热声驱动脉管制冷机所获得的最低制冷温度。正因为本热声驱动脉管制冷机系统的热驱动特性及其主要部件都是按照热声理论进行设计,所以我们将其称为热驱动低温热声制冷机。     

以理想费米气体为工质的量子制冷循环

本文基于理想费米气体的状态方程，分析了以理想费米气体为工质的量子Ericsson制冷循环中的回热特征，推导出其制冷循环的制冷系数表达式。并在高温和低温条件下对制冷系数进行了讨论。这将对低温制冷机的研究提供理论依据。     

两级烟气废热溴化锂制冷机热能利用经济性分析

废热溴化锂制冷机可以直接利用烟气废热或化学反应热来驱动进行制冷,因此废热回收的综合利用率比较高。论文对烟气废热驱动废热溴化锂制冷机的热能利用的经济性进行了分析,在烟气废热驱动溴化锂制冷机中,溴化锂制冷机的COP仅仅反映的是溴化锂制冷机本身的性能,不能作为衡量废热溴化锂制冷机废热制冷的效率高低和性能好坏的标准,因此本文采用废热利用率和废热制冷率对烟气废热溴化锂制冷机的废热制冷性能指标,废热制冷率与炯效率分析结果相一致,通过比较发现,二级烟气双效废热驱动废热溴化锂制冷机的废热制冷率最高,炯效率也最高。     

太阳能溴化锂吸收制冷系统的优化模拟分析

基于溴化锂吸收制冷循环的效率受太阳能热源温度较低的影响,文中对太阳能溴化锂吸收制冷系统的循环进行了改进,提出了改进型太阳能溴化锂增压抽气吸收制冷循环,以充分利用太阳能低温热源。新循环不仅克服了传统循环的缺点,降低了驱动热源温度,而且制冷循环相对稳定即使热源温度有波动时,新循环与传统循环的制冷系数也基本相当。     

复叠系统低温级制冷剂的循环性能对比实验

通过实验测试,比较了不同冷凝温度和蒸发温度下复叠系统低温级常用制冷工质R13、R23、R503和RS08B的COP、压比及制冷量等循环性能,又结合各制冷工质的环境性能、热工性能,分析了现有常用复叠系统低温级制冷工质各自的优缺点,为新工质的开发及进一步的制冷性能对比实验工作提供了有益的帮助.     

时均流驱动热声制冷研究进展

时均流驱动热声制冷是热声领域的全新方向,依据该原理工作的热声制冷系统能够利用风能获得制冷效应,完全没有运动部件,为风能利用提供了一种新思路。文中详细介绍了时均流诱导声振荡的工作机理以及时均流驱动热声制冷的最新研究进展,并对该领域的研究进行了展望。     

VM型脉冲管制冷机数值模拟与实验研究

本文介绍了由VM型热压缩机驱动的脉冲管制冷机基本结构、数值模拟与实验研究。热压缩机借鉴VM制冷机产生压力波动的方式,即依靠室温与冷源之间的温度差产生压力波动,驱动低温级脉冲管制冷机。利用液氮温区制冷机为热压缩机提供所需要的冷量,避免使用低温液体带来的不便。低温级脉冲管制冷机的回热器与脉管采用U型布置,调相机构采用小孔气库加双向进气方式。这种结构不使用有阀压缩机,可以产生低频压力波动,保证回热器在低温区高效工作。在原有结构的基础上,改造热压缩机回热器尺寸与填料,使用Sage软件进行了整机模拟,对调相机构进行优化,考察其在不同的运行频率、平均压力、排出器位移下的制冷性能。对改造后的脉冲管制冷机进行了初步的实验研究,获得14.4K无负荷制冷温度。     

低温热驱动喷射制冷系统的工质选择

建立了可精确预测喷射器性能的热力学模型,对适用于低温热驱动的喷射制冷系统的环境友好工质进行了选择和计算分析。结果表明:R152a和R134a用于低温热驱动喷射制冷系统均能获得较好的制冷性能,在相同工况下,以R152a为工质的制冷系统的COP比R134a为工质的制冷系统的COP高4%—13.3%,采用R152a可获得更好的制冷效果。     

移动通信基站用智能化多路超导接收系统设计及试验

随着高温超导技术和低温制冷技术的发展,对超导接收的研究已成为近些年超导应用的热点。介绍了一种移动通信基站用智能化多路超导接收系统的构成和工作原理,并从真空杜瓦模块、低温制冷模块、微波旁路切换模块、故障报警模块和系统控制流程方面重点阐述其设计方法。还进一步介绍了基于此方案完成的样机及试验。     

低温余热驱动的工业除湿系统性能研究

针对传统冷凝除湿方法耗电量大的问题,提出一种利用低温余热的双级溶液除湿系统,余热的高温部分通过再生器将稀溶液转换成浓溶液,余热的低温部分驱动单效吸收式制冷机制冷,实现了余热的梯级利用。浓溶液在第一级除湿器完成空气的初步除湿,中间浓溶液经过吸收式制冷机降温提高吸收能力后,进入第二级除湿器对初步除湿的空气进行深度除湿。新系统与冷凝除湿系统相比,相对节电率达到96.17%,余热折合发电效率达到6.94%。通过研究双级除湿过程驱动力的匹配,发现除湿过程除湿工质与湿空气之间的表面水蒸气分压力更加匹配,除湿过程平均水蒸气分压力差比冷凝除湿过程减少20%以上。本研究提供了一种利用低温余热实现空气深度除湿的新型除湿系统流程与方案。