太阳能喷射制冷系统的新型替代工质优化选择研究

太阳能喷射制冷系统具有变工况间歇性工作特点,优良制冷工质特性是太阳能喷射制冷系统获得良好循环性能至关重要条件。因此,优化选择绿色环保替代工质对扩大太阳能喷射制冷系统工作温区和寻找太阳能喷射制冷系统的最佳变工况工作特性具有重要理论意义。文中在建立改进型太阳能喷射制冷系统热力学模型基础上,研究了以R161、R1234yf、R152a、R290、R134a及R600a为制冷剂的太阳能喷射制冷系统变工况热力学特性。结果表明,以R161为制冷剂的太阳能喷射制冷系统的性能系数平均(COP)值最高,其变工况循环性能明显优于R134a和R600a等制冷工质;绿色环保新型制冷剂R161是适用于喷射制冷系统变工况运行的优良替代工质。     

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.     

压缩/喷射制冷循环中喷射器引射室的最优压降

建立了蒸气压缩/喷射制冷循环稳定运行时两相喷射器的热力学模型,以常压沸点相差较大的制冷剂为工质,比较了两相喷射器引射室压降最优范围的差异,并在同一工况下,研究了不同工质压缩/喷射制冷循环的性能。结果表明:喷射器引射室压降存在最佳范围使压缩/喷射制冷循环性能接近最优值;在相同工况下不同制冷工质这个最佳范围不相同;在同一工况下,当采用压缩/喷射制冷循环时,不同工质的循环性能系数和单位容积制冷能力相比基本循环均增强了。研究结果为压缩/喷射制冷循环制冷工质的选择及两相喷射器结构的优化设计提供理论参考。     

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。     

跨临界二氧化碳蒸气压缩/喷射制冷循环性能比较

本文从系统的COP、制冷量和有效能分析三个方面比较了跨临界CO2蒸气压缩／喷射循环、蒸气压缩／回热制冷循环和常规的蒸气压缩制冷循环的性能．结果表明,在本文研究工况下,喷射循环的性能系数最大值比回热循环高 18．6％,比常规循环高22．0％．喷射循环的制冷量比回热循环高8．2％,比常规循环高11．5％。有效能分析表明喷射循环极大地减小了节流损失,冷却放热损失和压缩损失也有相应的减少．     

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。     

中间温度对混合工质双级分离式喷射制冷循环特性影响研究

提出了一种低品位热驱动的混合工质双级分离式喷射制冷循环,将混合工质两级分凝分离原理引入喷射制冷循环,大大降低系统压比,实现在喷射制冷中获得较低的制冷温度的同时保证系统有较高制冷效率。建立组成循环各部件热力学数学模型,在系统稳定运行的条件下,分析中间温度对循环主流率、最低蒸发温度、喷射系数和系统性能系数的影响,并得到不同冷凝温度下系统性能系数随中间温度的变化规律。研究表明:新循环采用混合工质R600/R290可获得低于-20℃的制冷温度,中间温度对新循环的工作性能影响显著,合理选择中间温度有利于使该循环获得最低制冷温度和最高制冷效率。     

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。     

一种热泵循环工质与R22的可用能对比分析

目前在制冷、热泵系统中广泛使用的循环工质R22由于具有较大的GWP值和ODP值,所以终将被淘汰。针对工质R22的替代研究,本文提出了一种新型的非共沸混合工质R290／R600a／R123(50％／10％／40％),并在小型试验台上做了热泵工况的试验分析。将该工质在各工况下的试验结论与相应工况下R22的试验结论进行对比分析后发现该工质的可用能分析优于R22的研究结论。     

混合工质扩散吸收制冷系统初步实验研究

本文研究了一种混合工质扩散吸收制冷循环,在带溶液泵的循环实验装置上,以R23/R32/R134a为混合制冷剂,He为扩散气体,DMF(二甲基甲酰胺)为吸收剂,进行了实验研究。结果表明,高压侧混合制冷剂在回热器中进一步被低压侧混合制冷剂冷却,使其在更低的温度下液化并与He扩散蒸发,可以实现较低的蒸发温度。中间沸点组分R32可以改善系统的制冷性能,有利于较低蒸发温度的实现。本文提出的水平蛇形套管换热器用作扩散吸收系统回热器是可行的,但还需进一步改进回热器的结构,提高加工工艺和安装精度。     

采用非单一吸附式制冷方式的研究现状与展望

固体吸附式制冷是一种可直接利用余热作为驱动热源和使用天然制冷剂的制冷方式,它对环境保护与节约能源具有重要意义,吸附式制冷技术目前已成为国际上普遍关注的一个学术方向。其中,采用其他以热能为动力的制冷循环方式与固体吸附式联合制冷在制冷领域已成为一个重要方向。首先介绍非单一吸附式制冷方式的总体研究进展,随后对其未来研究和应用发展方向作了展望。     

磁制冷研究现状

在能源紧缺、全球气温上升、环境影响日趋严重的背景下,磁制冷作为一项高新绿色制冷技术,其发展前景为各国所看好。文中简要介绍了有关磁制冷样机的研究现状、磁制冷原理、磁制冷循环、磁制冷的关键技术,以及磁制冷的应用,并对磁制冷的趋势作出展望。     

Laser cooling of Er-doped solids

We consider theoretically a mechanism for laser cooling in rare-earth-doped low-phonon materials based simultaneously on two cooling cycles: a traditional cooling cycle with an anti-Stokes fluorescence transition as well as an infrared-to-visible upconversion cycle, to overcome the self-termination effects in either anti-Stokes or upconversion cooling on its own. Our simulations, performed for erbium-doped potassium-lead chloride crystal (Er³⁺:KPl₂Cl₅) known to be an extremely low phonon energy host, uses two pump wavelengths corresponding to the long wavelength tails of the absorption spectra of the ⁴I_15/2 → ⁴I_13/2 and ⁴I_15/2 → ⁴I_9/2 transitions. The contribution of each pump source to the cooling process is comprehensively investigated. We show that, although the energy gap between ⁴I_15/2 and ⁴I_9/2 levels exceeds the energy gap between ⁴I_15/2 and ⁴I_13/2 levels and cooling process is more efficient with the cycle based on the ⁴I_15/2 → ⁴I_13/2 transition, the second cooling cycle based on the ⁴I_15/2 → ⁴I_9/2 transition can be used as a supplementary one.     

可利用低品位热源的Einstein制冷循环的可行性分析

基于原始设计,提出了一种改进型的Einstein制冷循环,使用Patel-Teja立方型状态方程及Reid-Pana-giotopolos混合规则,以数值模拟研究该循环可行性,并分析系统性能影响因素。冷凝/吸收温度为35℃时,系统性能系数最高可达0.27。     

脉管制冷用于低温超导磁体冷却的可行性分析

采用制冷机直接冷却的低温超导磁体系统与传统液氮冷却方式相比，具有轻便紧凑、运行简单、维护方便、可长时间连续运行等优点；而脉管制冷由于冷端无运动部件，与传统的G-M制冷机相比，具有结构简单、运行可靠、振动小等优点．本文结合我们在液氮温区脉管制冷方面的技术，从漏热和经济性两方面探讨了将脉管制冷直接用于冷却一个5特斯拉NbTi低温超导磁体的可行性，为后期系统的搭建奠定基础．     

空气相对湿度测量的改进

通过测量空气的露点可得出空气相对湿度,利用半导体帕尔帖效应的制冷方式,可以精确、快速地测出空气的露点,并且不产生污染,操作控制方便。     

基于三元工质扩散吸收式制冷系统的浓度研究

文中建立以氨-水-氦为工质的扩散吸收式制冷系统。采用对比试验,在三种工质浓度下,对比由于工质浓度不同而对系统温度造成的不同影响,用温度曲线的方式描述了系统各参数的变化,对扩散吸收式制冷系统的浓度设计具有一定的参考价值。     

二元混合工质的节流最大转变温度状态方程计算

基于对 Joule- Thomson系数αh 及转变曲线计算公式的推导 ,计算了二元混合工质的最大转变温度 Tkm ,所得结果对节流制冷机的性能分析及工质选择具有重要的意义     

对吸附制冷性能参数SCP物理意义的分析

评价吸附式制冷系统的主要性能指标包括COP与SCP等参数,其中SCP是单位吸附剂质量的制冷功率。SCP的计算包括按照单床运行进行计算以及按照多床循环进行计算等方式,这些计算值所代表的物理意义并不相同,本文通过对吸附式制冷不同循环方式中SCP物理意义的分析,更加明确了SCP不同计算方式所适用的场合及所代表的意义。     

Einstein制冷循环气泡泵的性能研究

基于Einstein制冷循环设计了气泡泵实验装置,以氨水为工质,对给定工况下气泡泵的性能进行研究。对沉浸比和加热功率对气泡泵的提升性能的影响进行分析,并将实验值与理论模型进行比较。结果表明:气泡泵的液体输送特性与气泡泵提升管管径、沉浸比、加热功率有关;气泡泵的液体流量随着加热功率增大、沉浸比的增大而增大,提升管内径对液体流量的影响不明显。实验结果与理论模型分析结果相一致。