解吸温度对吸附式制冷系统性能影响的实验研究

吸附式制冷系统作为一种节约型制冷系统受到国内外专家学者的探索研究,以期提高制冷循环COP,加快吸附制冷技术的实用化。本文采用了4A分子筛与铝丝混合吸附剂,与无水乙醇组成吸附工质对,通过实验探究不同解吸温度下的COP以及循环周期的变化情况。实验表明,在实验温度(74~98℃)范围内,随着解吸温度的升高,系统循环COP逐渐增加,但增加的趋势逐渐减小,最大达到0.36;制冷循环周期随着解吸温度的升高而逐渐减小。     

一种基于正逆循环耦合的低温制冷系统

以能的梯级利用原理为指导原则,基于正逆循环耦合方法,本文提出了一种利用中温显热热源制取较低温度冷量的复合式制冷系统,该系统由动力子循环、吸收式制冷子循环与压缩式制冷子循环有机耦合而成。通过模拟计算,对系统热力性能进行了评估,系统制冷性能系数(COP)达到了0.277,与常规余热双级吸收式制冷系统相比,提高了50%左右。通过(火用)平衡和t-Q图分析,发现热源利用过程不可逆损失大幅降低是系统性能提升的主要原因。本文还研究了热源烟气温度T_H和冷却水温度T_(CW)对系统性能的影响,为指导系统设计提供了依据。     

基于平行流扁管吸附式制冷系统性能实验研究

设计了一种新型平行流铝扁管吸附床结构,搭建了吸附式制冷实验台。通过实验研究不同运行参数下的吸附式制冷系统性能差异,比较不同热源和冷源温度、换热流体流量下吸附式制冷系统COP的变化。结果表明,当冷、热源温度为10℃和60℃,换热流体流量为0.26 kg/s时,新型吸附式制冷系统COP达到最大值0.35。当冷源温度在20℃附近时,增大热源温度可有效提高吸附式制冷系统COP,并且换热流体流量越大,增加的幅度越明显;当换热流体流量在0.13~0.26 kg/s范围内时,系统COP随着冷源温度的增大剧烈下降,并且换热流体流量越小,下降趋势越显著;当热源温度在55~60℃范围内时,COP随着换热流体温度的增大明显增大,并且冷源温度越高,COP增大的趋势越明显。     

大温跨余热驱动吸收式制冷系统模拟研究

吸收式制冷是余热利用的有效手段之一,其特别适用于既有余热资源,又有供冷需求的场合。本文提出了一种大温跨余热驱动的内部热耦合型氨水吸收式制冷系统,并进行模拟运算,分析了不同余热利用温跨对各部件及系统性能的影响。研究结果表明,随着余热利用温跨从51 K提高到69 K,系统COP从0.801提高到0.881。其主要原因在于:余热利用温跨的增加,优化了发生和精馏过程,降低了系统溶液循环倍率。研究还发现,余热利用温跨的增大需要更低的冷却水温度,同时发生器与吸收器内部回热率均有所降低;然而分流比略有升高,表明预混器的作用会随之弱化。     

工况对两相流引射制冷系统性能的影响

以R134a为工质,在不同工况条件下采用两段式喷嘴引射器对两相流引射制冷系统进行了实验研究,分析了冷凝温度和蒸发温度对R134a两相流引射制冷系统性能COP和引射比的影响,并与传统制冷循环系统进行了比较。实验结果表明:对于一定几何尺寸的引射器,系统COP随冷凝温度的升高而降低,随蒸发温度的升高而增大,在冷凝温度为40℃时,蒸发温度为1℃时,使用两段式喷嘴引射器时系统的COP要比传统蒸汽压缩循环的COP高22.7%,两相流引射制冷循环系统在较低的冷凝温度下更具有优势。     

吸附-吸收复叠式多效制冷循环研究

本文提出一种以吸附式制冷单元为高温级、以双效溴化锂吸收式制冷单元为低温级的复叠式多效制冷循环.通过热能在系统中的分级与多效利用,可提高制冷系统COP.在该循环中,吸附式单元工质对的温度高于200℃时,也不会产生腐蚀作用,因而是一种工艺上易于实现的新型制冷循环.     

采用复合吸附剂多功效热管型吸附制冷机

设计制造了一台采用复合吸附剂(氯化钙和活性炭)-氨工作对的双床多功效热管型吸附制冷机,并进行了大量实验,获得了新型热管型吸附制冷系统的制冷特性。本系统分别采用丙酮或水为热管工作液,以加热器加热来模拟渔船余热加热。实验得出渔船制冰工况和船舶空调工况下的单位质量吸附剂的制冷功率SCP和制冷系统COP。结果显示水热管工质更适合于船舶余热应用。     

内燃机车司机室吸附式空调器的实验研究

本系统是一种采用分子筛－水吸附式制冷原理、以内燃机排气的余热驱动的新型空调系统。制冷系统为单吸附器结构，并通过蓄冷器，实现向内燃机车司机室连续、稳定地供冷。本文阐述了内燃机车司机室吸附式空调系统的设计原理及部分实验研究结果。     

不同换热时间对旋转式磁制冷性能影响

为分析不同换热时间对旋转式室温磁制冷系统制冷性能的影响,设计了一套以Gd颗粒钆(粒径：0.3-0.5 mm)为磁工质的双永磁旋转式室温磁制冷系统。通过对该系统制冷性能的试验研究,绘制出了不同工况下系统冷端温度的变化曲线,计算出其理想COP和实际COP。试验得出：在换热时间为2 s时冷端保温箱与环境温差最大为10℃,系统制冷系数最高,性能最好。     

水蒸气超高温热泵系统的实验研究

近年来以低温室效应(GWP)的制冷剂的蒸汽压缩式高温热泵一直是余热回收领域的研究热点。为获得更高的输出温度,本课题组搭建了一台采用自然工质水作为循环冷媒的超高温热泵样机并进行了实验测试。实验结果表明蒸发温度为80℃,冷凝温度从115℃升至145℃时,热泵的COP从4.88降至1.89。在85℃蒸发,117℃冷凝时,最高COP为6.1,制热量为285 kW,同时在85℃蒸发时,该热泵的最高冷凝温度可达到150℃,此时COP为1.96。在相同的温升下,热泵的COP和卡诺效率都随着输出温度的升高而增加,因此我们认为该热泵更适合高温输出的应用场合。     

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%。     

经济器单级与中冷带负荷双级制冷系统性能分析

建立了R404A单级带经济器制冷系统及R404A双级压缩中冷带负荷制冷系统的热力学模型,研究蒸发温度和冷凝温度的变化对系统的排气温度、制冷剂流量及系统COP的影响。结果表明:在相同工况下,双级压缩系统的排气温度低于带经济器的单级系统,制冷剂流量和COP均高于带经济器的单级系统。在冷凝温度为35℃,冻结物冷藏间蒸发温度为-30℃,冷却物冷藏间蒸发温度为-7℃的设定温度下,双级系统的制冷系数为3. 72,比带经济器的单级系统高12. 28%,比基本单级制冷系统高17. 23%。双级系统运行更为安全可靠,受冷凝温度的影响更小。     

双源混效吸收式制冷机的热力学特性

内燃机型冷热电联供系统的一个重要问题是如何有效利用两种不同品位的余热。本文以双源混效吸收式制冷为对象,就同时利用高温烟气余热和低温缸套水余热制冷进行研究;重点讨论了并联与串联两种结构模式,指出了双源工况下的热力制约关系,给出了并联模式在不同热源比下的特性。研究表明,串联模式易引起高压发生器正压运行,而并联模式可避免这一问题。以一台16 kW内燃机的余热为例,当部分负荷率变化时,制冷COP处于0.78到0.96之间。     

低频热驱动气–液耦合热声制冷系统数值模拟研究

提出了一种低频热驱动气–液耦合热声制冷系统,通过数值模拟优化了该系统的结构参数并对其热力性能进行了数值模拟分析。首先,分别对系统关键参数的沿程分布和各部件的?损失进行了分析;然后,探究了不同压力下液体质量对系统热力学参数的影响;最后,与传统热声制冷系统进行了对比。结果表明,气液耦合热声制冷系统可以有效地提升系统的压比、制冷量、COP和相对卡诺效率,降低系统的起振温度和频率。在加热温度300℃,制冷温度15℃,环境温度50℃,平均压力10 MPa时,气液耦合热声制冷系统制冷量为31.12 k W,是传统热声系统理论值的4倍,COP和相对卡诺效率相对于传统热声制冷系统的理论值分别提升了13%和25.9%。     

蒸汽喷射-压缩循环制冷系统的数值研究

将喷射器作为压缩机辅助升压装置引入单级蒸气压缩制冷系统,通过建立喷射器一维数学模型和蒸汽喷射-压缩循环制冷系统模型,研究了喷射器工作压力和引射压力、蒸发温度和冷凝温度对蒸汽喷射-压缩混合制冷循环系统性能的影响。结果表明:冷凝温度从25℃增加到43℃,蒸发温度Te=-20、-25和-30℃时,系统COP分别减小了32. 5%、42. 9%和56. 8%。当冷凝温度Tc=31、34℃时,蒸发温度从-35℃升高到-5℃,系统COP分别增加了32. 5%和28. 6%。     

变浓度精馏型自复叠制冷系统实验研究

本文在传统自复叠制冷系统基础上,提出了一种变浓度精馏型自复叠制冷系统,并搭建了实验装置,进行了两组不同开机模式下的系统开机对比实验验证。实验结果表明,启用变浓度模块可使系统开机过程的排气温度下降10~30℃,排气压力下降0.4~1.1 MPa,输入功率下降40%左右,避免了润滑油的碳化,保证了压缩机的正常平稳开机,并最后实现了-175℃的制冷温度。通过变浓度模块,可以使系统更自由地调节其参与实际循环的制冷剂的流世与成分,而且这种调节是可逆的。制冷温度越低,变浓度模块的效果越明显,变浓度运行方法特别适用于制冷温度低于-150℃以下的自复叠制冷系统。     

烟气余热型溴化锂制冷系统的可视化设计

对于溴化锂吸收式制冷系统所采用的工质,建立了热物性数学模型和相应的自定义函数;对制冷系统原理进行分析,建立了系统控制方程和计算机程序设计流程,并以Borland C++ Builder6.0为平台,开发了可视化且人机互动良好的烟气余热型溴化锂吸收式制冷系统设计软件,为工程设计提供参考依据。     

固体吸附式制冷系统性能的实验研究

搭建了吸附系统性能实验装置和吸附式制冷实验台,将活性炭与铝屑混合配置作为研究对象。实验表明:当活性炭与铝屑的混合比例为10:7时,该混合吸附剂吸附率最大;解吸温度从82℃升到96℃时,蒸发温度与解吸温度成负相关,当解吸温度为96℃时,蒸发温度最小为14.2℃;解吸温度从82℃升到96℃时,系统COP与解吸温度成正相关,当解吸温度为96℃时,系统COP最大为0.212。     

太阳能吸收-过冷压缩复合式制冷系统运行特性实验研究

太阳能吸收-过冷压缩式复合制冷系统是一种新型高效的制冷装置。目前相关研究主要涉及热力学模拟及热力经济设计准则,未在机组实际工作特性方面进行深入研究。因此本文主要通过实验研究复合装置运行特性。该系统能够有效利用60～70℃的低品太阳能,集热器的热效率达到0.69,吸收子系统的制冷量达到3.78 kW,COP约为0.52。与压缩子系统单独运行时相比,复合制冷装置制冷量约增加4.6 kW,COP提升了37.96%,可节约压缩机功耗1.16 kW。     

蒸发温度和压缩机频率对复叠式制冷系统的影响研究

为扩展复叠式制冷系统在普冷领域的应用范围,本文设计一套小型变流量复叠式制冷系统,通过模拟和实验研究了蒸发温度t_e、低温级压缩机频率等参数变化对系统性能COP的影响。结果表明,保持冷凝温度40℃不变、在-34～-30℃范围内调节蒸发温度,蒸发温度升高,系统COP增大,低温级功耗降低;在50～65 Hz范围内调节低温级压缩机频率变化,随着频率的增大,COP先增大后减小,不同频率下对应不同的电子膨胀阀开度,使系统效率达到最佳。