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。     

带有波转子的水蒸气压缩式制冷循环性能分析

将波转子用于水蒸气压缩,建立波转子制冷循环的热力学模型,与单级压缩制冷循环、两级压缩制冷循环进行对比,分析了波转子压比、蒸发温度对循环性能的影响。结果表明:空调工况下,波转子制冷循环的压缩机压比可降低55.56%,压缩机排气温度可降低42.51%,在波转子压比为2.25时制冷系数ε提升8.67%,达到4.95。     

人工冰场CO2制冷及热回收系统性能分析

针对人工冰场的制冷及热回收需求，提出了一种新型的CO₂并行压缩循环，对其进行热力学分析，并与常规循环和喷射循环进行对比，结果表明，并行压缩循环的制冷系数最高，而且随着环境温度降低而升高，该循环在跨临界运行时的最佳排气压力要低于常规循环；并行压缩的热回收量最小，但是制热系数和综合COP最高，而且随着环境温度降低，热回收量和制热系数会降低而综合COP会升高；该系统在全年范围内都能提供高效的制冷以及热回收性能。     

一种新型R32两级压缩热泵空调器的理论研究

针对R32单级压缩空调器排气温度偏高的问题,提出采用双缸滚动转子式压缩机实现两级压缩制冷循环的方案来降低系统的压缩比和排气温度并提高性能系数(CCOP)。建立相应的理论模型,计算了制冷工况和热泵工况下的性能参数。结果表明:采用两级压缩循环方式在制冷工况和热泵工况下使压缩机的排气温度分别降低了30.1℃和28.5℃,CCOP分别提高了3.02%和8.15%;同时分析了中间温度对压缩比、排气温度和系统的CCOP的影响,给出了最佳中间温度的范围。     

单级压缩或双级压缩制冷的技术经济分析

通过理论计算,比较了典型制冷循环单级或双级压缩的特性。同时,从工程实用的角度,对采用单级压缩还是双级压缩两种方案进行技术经济分析。结果表明:在压缩比小于8的工况下,与单级压缩制冷比较,采用双级压缩时理论制冷系数提高4.16%~7.08%。在冷凝温度35℃,蒸发温度-15℃工况下,采用双级压缩实际节能率达到18.4%。在压缩比大于8的工况下,采用双级压缩时理论制冷系数比单级提高了9.01%~10.85%,排气温度可降低33℃~44℃,实际运行的节能率可达37.7%。因此,在低压缩比下采用双级压缩的方案值得大力推广。     

耦合热泵换热器的原理及变工况性能研究

工业能耗占我国总能耗超过70%,而其能源利用效率不足50%,因此工业余热高效回收利用是节能减排的重要途径之一。热泵技术是提升能量品位的有效方法,但吸收式热泵需要配置三个不同温度品位的热源或热汇,而电动热泵受热力学循环、工质物性、压缩机耐温耐压限制以及避免润滑失效一般只能工作于有限温度范围(<100℃)之内,因此该研究将吸收式循环与压缩式循环进行深度耦合,用于直接回收工业余热制取高温热水,同时确保压缩机的安全稳定运行.该文首先分析耦合热泵换热器的运行原理,其次建立了耦合热泵换热器的数学模型,最后对模型进行求解分析了关键参数对耦合热泵换热器性能影响变化规律。在设计工况下,当制取133℃热水时,耦合热泵换热器COP达到3.6,压缩机排气压力为1.2 MPa,排气温度为79℃,远低于压缩机耐温耐压上限和润滑油失效温度,因此耦合热泵换热器在利用余热制取高温热水或蒸汽领域具有一定的应用潜力。     

喷射增效自复叠制冷循环工质选择

为选择适合喷射增效自复叠制冷循环的工质,选取R32/R1234ze、R23/R134a、R170/R290和R23/R227ea四组混合工质,计算分析在给定工况下不同工质对喷射增效自复叠制冷循环性能的影响,并与传统自复叠制冷循环进行对比。结果表明,在喷射增效自复叠制冷循环中,R170/R290制冷量最大,R23/R227e压缩机压比最小,R23/R227e具有最佳性能,其性能系数较传统自复叠制冷循环提高了13.8%—28.4%;各组混合工质均存在最优组分配比使循环COP最大。     

废热温差发电器驱动的电化学制冷系统研究

提出了利用废热(工业废气、尾气余热等)温差发电器驱动的电化学制冷系统,并建立数学物理模型,分别研究废热温度和环境温度对系统的功率消耗、热效率、制冷功率和性能系数的影响.结果表明,温差发电器性能的模型计算值与文献测试值误差在6.8%以内;随着废热温度的增加,系统的输出功率、热效率和制冷功率随之增加,但性能系数急剧减小;随着环境温度的增加,系统热效率和制冷功率逐渐降低,但输出电压和性能系数逐渐增加;与TGM-127型系统相比,虽然HZ-2型系统的热电转换性能处于劣势,但其体积和重量明显减小,更适合应用在汽车、卫星等领域。     

余热驱动的吸收压缩复合式低温制冷系统研究

本文研究了一种完全由余热驱动的吸收压缩复合式低温制冷系统。该系统由混合工质动力子循环和吸收压缩复合式制冷子循环有机耦合而成,模拟计算结果表明,该系统在制取-55℃冷量时的整体性能系数和效率分别达到了0.357和28.02%,分别比参比系统提高了19%和57.77%。通过分析和循环耦合分析,揭示了该系统的节能机理。另外,还研究了动力子循环工质浓度、透平入口压力和压缩机出口压力对系统热力性能的影响。结果表明,为了保证较高的热力性能,这三个影响因素均存在最佳值,且其中压缩机出口压力最为敏感。经济性分析指出,新系统比投资比参比系统相对减小了12.23%。本研究为分布式供能系统提供了新的余热利用方法。     

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℃     

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。     

小型节能风冷绝热吸收制冷循环研究

电压缩空调器广泛使用所带来电力供应问题及其所用工质对环境潜在影响已成为推动燃气风冷空调器发展的强大动力。为解决传统风冷管内降膜吸收燃气空调所存在的高温、高压、高浓度、结晶、腐蚀、效率偏低等问题,提出一种回收冷剂水余热、将吸收传质过程与溶液冷却传热过程分阶段进行的风冷绝热吸收制冷循环,分析室外温度、蒸发温度和高发流量比等对循环特性影响。研究结果表明,该循环是切实可行的,既节能,又能保证环境温度较高时系统稳定运行和较高能效比。     

高性能计算机用热管复合制冷系统设计研究

根据高性能计算机全天候温控的需要,提出了综合应用蒸气压缩和动力型分离式热管制冷技术的复合冷源方案。在冬季及春、秋过渡的低温季节,运行热管循环不仅大幅降低环控装置的能耗,而且可以避免在低温环境运行压缩式制冷易发生的冷启动、回油润滑等问题。提出了蒸气压缩制冷、蒸气压缩/热管复合制冷和热管制冷的分区工作模式,引入复合制冷模式有效拓宽了热管运行温区,大幅提高了制冷系统的综合COP。模拟分析了在北京地区应用热管复合制冷技术的节能性能,相比常规的压缩制冷节能率高达40%。研究表明:热管复合制冷系统具有显著的节能减排优势,特别适用于全天候工作的机房、基站等高热密度电子集成系统的温控。     

喷射/压缩制冷循环复合系统(CCRS)最佳工况的研究

使用机械压缩机的制冷循环(RAC/MC)和使用喷射器的冷却循环(EJC)进行复合,得到的新型节能循环系统即CCRS,COP值比单独压缩制冷循环系统的COP有明显提高。本文通过分析表明,合理的CCRS喷射冷却循环工况对GOP值的提高有很大影响;喷射工况一定时,当发生器中温度变化时,系统存在着一个最佳工况点;使用不同的工质,系统的性能也有明显的差异。     

太阳能吸收/压缩复叠双温制冷系统特性研究

根据温湿度独立控制空调系统所需冷量的品位不同,提出了一种冷量梯级利用的太阳能吸收/压缩复叠双温制冷系统,由太阳能溴化锂单效吸收制冷子系统、高温冷水循环子系统和水冷压缩制冷子系统复叠而成。建立了新系统的热力学数学模型,分析太阳能溴化锂单效吸收制冷子系统蒸发温度、发生温度和环境温度对新系统性能影响,并与传统的太阳能溴化锂单效吸收制冷(SSAR)系统和太阳能吸收/压缩复叠制冷(SAC-CR)系统进行性能比较。结果表明,存在最优的发生温度和环境温度使系统所需集热面积最小,新系统所需集热器面积均低于传统SAC-CR和SSAR系统,且新系统功耗显著低于传统SAC-CR系统,为面向温湿度独立控制空调系统应用的吸收/压缩复叠双温制冷机组研制提供理论依据。     

基于准等温压缩的空气源热泵理论分析

喷油冷却压缩循环系统通过在压缩过程中喷入的大量润滑油实现准等温过程,降低压缩机耗功,从而提升系统能效。为了获得喷油冷却压缩循环在空气源热泵上的制热特性,本文理论研究了制冷工质R410A、R32和R290在喷油冷却压缩循环中的制热性能,并分别与单级压缩循环和中间补气循环(VIC)进行了比较,结果显示喷油冷却压缩循环在制热COP、排气温度上具有一定的优势,而中间补气循环在制热量上具有较大的优势。     

喷射/压缩制冷循环的能量与■分析

为发现影响喷射/压缩制冷循环的关键部件提高循环性能,本文对该循环进行模拟分析。引入涉及关键尺寸的两相喷射器等面积混合模型和压缩机半经验模型,对R1234ze为工质的喷射/压缩制冷循环进行能量和■分析。结果表明:喉部面积比对喷射器及循环的性能有重要影响,存在一个最优值。随着冷凝温度的上升,机械性能系数COP_m、■效率降低,总■损增加。随着蒸发温度的上升,COP_m增加,■效率和总■损降低。部件■损排前三位的分别是压缩机、冷凝器和蒸发器,减少这些部件的损失是提升循环性能的关键。     

复合吸收式制冷循环研究进展

先进吸收式制冷循环本质上是各种吸收式制冷循环的复合循环,吸收式制冷循环也可与其它循环进行耦合,从而得到更高效的复合吸收式制冷循环。针对吸收压缩复合及吸收喷射复合循环的性能特点进行分析与总结。子循环采用不同制冷剂的新型吸收-压缩复合制冷循环具有较高的COP,且为低温太阳能热高效利用提供有利条件。吸收喷射复合制冷循环不仅可用来提高循环效率,还可用来制取更低温度下的冷量。另外,高低压发生器可通过喷射器进行耦合来降低低压发生压力,利用低温太阳能热。     

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%。     

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.