热源塔热泵系统夏季工况优化运行实验研究

由于热源塔在冬夏季工况下的换热能力存在较大差异,按冬季工况设计的热源塔热泵系统,在夏季工况下运行时存在换热能力过剩的问题,影响系统性能。为解决上述问题,本文构建了热源塔热泵系统,实验研究了其冬夏季工况的性能差异。在此基础上,对夏季工况下的优化运行进行了实验研究,结果表明,通过调节空气和溶液流量,将热源塔的逼近度和冷幅分别控制在3.5℃和4.3℃,可使得系统性能系数由3.6提升至3.9,并对其节能机理进行了分析。     

盘管表面喷雾冷却传热传质特性实验研究

针对盘管表面喷雾冷却,通过实验方法研究迎面风速、喷嘴进水流量及辅助空气压力对系统传热传质的影响。研究表明,随着迎面风速的增加,系统的传热传质系数逐渐增大,当风速达到1.5 m/s时,部分液滴未能与盘管进行换热就被排出系统,使有效液滴数量降低,传质系数增长速度减慢;随着喷嘴进口水流量的增加,系统的传热传质系数增加,但流量过大会在盘管表明生成较厚液膜形成热阻,使传热传质能力下降;随着辅助空气压力的增大,系统传热传质系数增大,但进水流量一定时,压力过大会使得喷雾流量下降,传热传质增长速率下降。     

多级内冷型膜式溶液除湿的热质传递强化研究

为强化膜式溶液除湿器的性能,本文基于膜的渗透特性,建立了多级内冷型膜式溶液除湿器的传热传质模型。经模型验证后,采用遗传算法对不同设计工况下的膜式除湿器结构进行了优化,并通过引入传热传质分布不均因子,分析了各运行控制参数与空气状态参数对膜式除湿器的传热传质性能影响。结果表明,除湿器处理的空气流量越大,所需的最优层数越多,最优级数越小。在最优结构下增大溶液流量与降低冷却水温度虽可提高总效能,但也加剧了传热传质驱动力的分布不均。在处理低湿度空气时,该系统总效能可达0.64。该研究揭示了传热传质效能与驱动力分布不均之间的内在关系,有助于膜式溶液除湿器的性能强化。     

液体除湿空调再生性能的实验研究

在对液体除湿和再生机理研究的基础上,建立了太阳能液体除湿空调系统,其中的再生器采用逆流式填料塔,塔体采用不锈钢材质,有效克服了除湿溶液对它们的腐蚀。本实验采用氯化钙作为除湿剂重点研究了再生过程,分析了各种进口参数对再生效果的影响。结果表明:空气流量和含湿量以及除湿溶液的流量和再生温度对再生过程的传热和传质有不同程度的影响。     

溶液除湿冷却系统的再生性能实验研究

基于以氯化锂水溶液为除湿剂的除湿冷却系统(DECS),对其溶液的再生过程进行实验研究。研究了热源温度、溶液浓度对填料塔式再生系统再生性能的影响情况,实验表明溶液浓度在20%时,空气含湿量最大增量为37.1 g/kg干空气。计算出几种工况下的传质系数,最大的传质系数为0.0072 kg/(m2·s),并得出系统有关参数对传质系数的影响,为此类再生器的性能模拟与设计提供关键性的数据。     

蒸发式冷凝器管外流体流动与传热传质强化

蒸发式冷凝器是一种高效散热设备,能源危机和水环保促进了它的应用.提出了扭曲管强化管外水和空气流动及传热传质,测试了圆管、椭圆管、扭曲管等三种水平管蒸发式冷凝器的流动与传热传质性能,结果表明,扭曲管间为有序的可控制水流,分布均匀,脱落速度快,更易形成柱状流,管表面水膜厚度比现有圆管和椭圆管小;传热传质系数随冷却水喷淋密度及风速的增大而增大,但冷却水喷淋密度增大至一定值后,对传热传质系数基本没有影响;扭曲管的传热传质系数高于椭圆管,特别是圆管,总结了扭曲管传热传质系数经验式.     

叉流填料再生器中传热传质系数的实验研究

以.NTU-Le模型为基础提出一种根据实验结果来测定溶液再生过程的耦合传热传质系数的方法.以氯化锂溶液为再生剂,进行了溶液再生稳态实验,计算得到不同工况下的耦合传质系数和Le数并拟合出其计算关联式,分析了各种入口参数对传质系数的影响.最后验证了计算关联式的正确性,空气温度和含湿量的模拟平均偏差分别为3.236%和1.28%.     

波纹板片上降膜吸收过程的传热传质数值仿真

建立了在连续的竖直波纹板上降膜吸收过程的传热传质数学模型,并进行了无因次化处理和仿真数值计算。给出了溶液液膜内流场、温度场、质量分数分布的计算结果,比较了交叉双尺度波纹板片和当量平板上的吸收传热和传质系数随不同溶液喷淋密度的变化结果,显示出前者具有更好的性能,并讨论了波纹节距对传热和传质系数的影响关系。     

多孔圆肋传热传质分析

多孔肋片传热传质过程在自然界中广泛存在,本文对水在多孔圆肋中流动产生的传热传质现象进行了研究,建立了相应的物理数学模型,通过数值计算获得肋片内水的温度和流量分布,以及水沿肋长方向蒸发率的变化。讨论了外界空气温度对多孔肋片中水的流量和蒸发率的影响,并对孔隙率、长径比等因素对肋片传热传质效率的作用进行了分析．     

太阳能辅助CO2热泵与制冷系统实验研究

本文设计了一种太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵空调热水系统,包括太阳能集热系统,二氧化碳热泵系统以及室内室外换热系统;针对春夏秋冬不同天气条件,可采用制热、制冷,热水、制热 热水、制冷 热水五种运行模式,实现热水和空调两大功能.利用搭建的太阳能辅助空气源跨临界CO2热泵热水与空调系统实验台,进行了水-水热泵与制冷循环系统、空气-水热泵与制冷循环系统以及太阳能辅助的热泵循环系统实验研究.结果表明;气体冷却器出口温度越低,系统的性能系数越高;蒸发温度的升高同样也会提高系统的性能系数;在冬季夜间利用太阳能集热系统作为辅助热源可有效提高蒸发温度,同时延长蓄热水箱使用时间,满足整个夜间供热需求.     

基于(火积)耗散理论的喷淋室内传热传质性能优化研究

基于(火积)理论,在气-水传热传质方程的基础上,建立了立式喷淋室内热学分析模型。利用四阶龙格-库塔方法,对该模型进行了数值求解,分析了不同参数对传热传质过程的影响。结果表明,(火积)耗散热阻用来优化喷淋室内传热传质效果是有效的,(火积)耗散热阻可以用来评价喷淋室参数变化对换热效果的影响,各参数对换热效果影响的显著性按下列顺序依次降低:空气进口温度、空气流量、空气相对湿度、水量、水滴直径、塔高、气流速度、水滴速度。     

双热源复合换热器复合换热温差影响因素分析

空气-水双热源复合换热器是太阳能-空气双热源复合热泵系统的核心部件,空气-水双热源复合换热器的有效复合换热温差对空气-水双热源复合换热器的换热性能以及太阳能-空气双热源复合热泵的系统性能具有重要影响。建立了空气-水双热源复合换热器和太阳能-空气双热源复合热泵系统的数学模型,利用数学模拟的方法研究了空气-水双热源复合换热器结构参数,即内外管径、翅片间距对有效复合换热温差的影响。模拟结果表明:空气-水双热源复合换热器的有效复合换热温差随内管管径的减小、外管管径的增大以及翅片间距的减小而增大。     

热泵系统的不可逆度及其热力参数优化

本文采用等价热力变换法,把有内循环不可逆损失和有限热容热源的实际热泵热水器系统变换为等价逆卡诺循环系统,并用定态有限时间热力分析法建立了系统各环节的有效能消耗率方程和系统不可逆度方程,求解了换热器与热泵循环的不可逆耦合问题,重点推导了蒸发器的空气流率与风机消耗功率、传热不可逆损失、蒸发温度、系统性能系数以及不可逆度的关系,算例分析得到了系统的最小不可逆度、最大COP参数所对应的最佳热力参数,所得的最佳冷风温差值与实际基本符合。     

地下水辅助空气源复合热泵系统的制冷特性研究

提出了一种以地下水辅助空气源热泵的新型双热源复合热泵装置,并设计出实验样机。针对夏季工况研究了地下水侧流量的变化对复合热泵系统性能参数的影响。实验结果表明,在最大负荷制冷工况时,采用少量的地下水作为辅助热源,可使系统制冷量提高约20%,系统能效比EER提高近65%。     

热泵驱动溶液除湿系统流程优化研究

本文研究了由热泵提供冷热源的溶液除湿系统,根据冷却/加热模式和溶液循环类型,可形成30种流程.通过对各流程模拟与分析,在满足送风状态条件下,系统所需冷量主要取决于冷热抵消导致的溶液换热损失,所需热量由换热损失和再生空气焓差决定,并进一步比较了换热损失和焓差的影响程度.系统冷/热源温度主要由冷却/加热模式决定.综合各运行...     

填料型绝热吸收器影响因素实验研究

为了研究绝热吸收器内溴化锂溶液降膜吸收水蒸汽传质强化过程,本文首先建立了溴化锂溶液降膜绝热吸收循环实验台,然后分析了喷淋溶液温度、喷淋溶液流量、喷淋溶液浓度和吸收压力等参数变化对吸收过程传质系数的影响,并得出有指导意义结论.     

双热源型复叠式高温热泵系统性能研究

设计了以热源型冷凝蒸发器为核心部件的双热源复叠式高温热泵系统,该复叠式高温热泵系统能够同时对中、低温两种热源进行复合利用。搭建了试验台,按照国家标准规定的高温热泵的额定供热工况对系统性能进行了实验研究。研究结果表明,低温热源工况不变时,随着中温热源进口温度、流量的升高,复叠式高温热泵系统性能均呈升高趋势,但与中温热源流量的升高相比,中温热源进口温度的升高对复叠式高温热泵系统性能的改善程度较大,为复叠式高温热泵技术的高效化提供了借鉴作用。     

小型复叠式空气源热泵采暖系统性能影响因素的实验研究

本文探讨了循环水流量﹑热水温度及环境温度等参数对小型复叠式空气源热泵采暖系统性能的影响。实验结果表明:在一定温度范围内,随着制取热水温度的升高,热泵的制热量逐渐降低,热泵的输入功率逐渐增大,系统COP呈下降趋势;当制取的热水温度相同、环境温度较高时,热泵的制热量、热泵平均COP值较高;在一定流量范围内,循环流量越大,热泵的制热能力越高,当制取热水的温度相同时,大循环流量下高温环路的压缩机排气温度越低,运行越稳定。     

GaN芯片阵列射流冷却技术研究

针对高热流密度GaN芯片局部点热流的散热特点,采用射流冷却传热方法,对340 W/cm~2的高热流密度进行了冷却,热源以4×4点阵形式存在,实验分析了工质流量、热负荷等因素对系统换热性能的影响。以水为冷却工质,工质流量≤4.47 L/min,试验测得点热源温度低于78.8℃。     

天然气驱动VM循环热泵的热力学分析

天然气驱动VM循环热泵采用天然气作为高品位驱动能源,无工质替代问题,对缓解夏季电力供应紧张和环境污染等问题具有重要的意义。本文建立了热力学模型,分析结果表明:对于理想循环,热泵性能系数随着高温热源和低温热源温度的升高而增大,随着中间温度热源温度的升高而减小,并且热源温度变化对性能系数的影响从大到小依次为低温热源、中间温度热源和高温热源;对于理论循环,在运行区间,随着转速的增加,制冷量增大,而性能系数降低,但制冷量和性能系数都随着平均压力的增加而增大。