基于对比态温度的制冷循环热力解析及性能分析

制冷剂、工况及循环过程决定了蒸气压缩制冷循环的热力性能,为表征循环内部变量间的耦合关系,本文基于蒸气压缩制冷循环的热力学解析方法,建立了对比态温度下制冷剂关键物性及工况与循环性能的关系式:COP=f(C′_p,w,T_(cri),T_(eva),T_(con))。并结合传统数值模拟方法(调用NIST数据库中典型制冷剂的关键物性参数,计算制冷循环的理论性能系数),发现:1)制冷循环COP的主要影响因素除温度参数外,比定压热容和偏心因子是两个关键物性;2)过冷度比过热度对循环COP的影响更为强烈,且影响规律近似为线性关系;3)在相同对比态蒸发温度和对比态冷凝温度下,不同制冷剂的循环COP近似相等。本文热力解析模型及其结论对于制冷循环中制冷剂设计以及提高实际制冷循环性能系数具有一定的参考价值。     

准二级压缩空气源热泵系统的变工况试验研究

介绍了准二级涡旋压缩机空气源热泵系统,对研制出的具有蒸汽喷射的涡旋压缩机空气源热泵系统样机进行了大范围变工况试验研究,获得机组在各工况下的输入功率、制热量、COP、排气温度的变化。通过变工况实验,综合考虑制热量、COP和机组工作稳定性,得出准二级压缩热泵系统最佳中间补气压力为1200kPa~1400kPa。研究结果可为准二级压缩系统设计与应用提供参考。     

两级复叠蒸气压缩制冷系统研究进展

复叠制冷系统耦合两套制冷系统运行,解决大温差工况下单级蒸气压缩制冷系统能效比低、压缩机排气温度高等问题,在制冷系统和热泵系统中应用广泛。与多级压缩制冷系统相比,复叠制冷系统可灵活选用高、低温级制冷剂,提升系统运行效率。两套制冷系统的耦合,使得影响复叠系统性能因素增多,保持系统高效运行的控制方案更加复杂。概述了两级复叠蒸气压缩制冷系统现状,指出了高低温循环制冷剂的合理选取、复叠系统热力循环的优化及高效的控制策略是目前提升复叠制冷系统性能的三种有效手段。采用CO_2二氧化碳作为低温级制冷剂优选最优的高温级制冷剂,基于控制策略优化运行能效比是当前研究热点。     

汽车空调用变基圆半径渐开线涡旋压缩机的研究

以汽车空调用涡旋式制冷压缩机为研究对象,为了改善汽车空调涡旋压缩机欠压缩工况,减少排气过程等容压缩功率损失,提高其制冷性能系数,研制了变基圆半径渐开线的涡旋盘,并利用ANSYS有限元软件对涡旋盘在制冷剂气体压力载荷下的应变进行了分析。实验研究结果表明,涡旋齿在中心高压区的变形量极小,从而较好地保证了高压腔内气体的密封性能,减少了制冷剂气体的泄漏,降低了压缩机的重复压缩功耗。     

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。     

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%。     

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。     

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．     

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。     

水下气体射流初期流场的数值研究

水下气体喷射产生一个复杂的非稳态多相流场.为建立两相流场结构的预测方法,并揭示水下气体射流初期的流动演化和气水的相互作用,采用VOF两相流模型对水下气体喷射过程进行了数值模拟,分析了气体喷射形成的复杂流场结构.结果显示,在喷射初期,喷射形成的部分气泡在逆向涡流带动下向后翻卷;管口附近产生压力峰值区,该峰值快速衰减趋近于周围环境压力;射流过程中气液两相流场内形成了复杂的压缩和膨胀波以及涡旋运动.     

新型无油直线压缩机热力学分析及实验验证

压缩机是电动空调系统主要耗能机构,提高压缩机效能对增加电动汽车行驶里程具有重要意义。对新型无油直线压缩机系统建立数值模型并进行热力学分析,以R1234yf为制冷剂进行了实验验证。结果表明,模型与实验结果基本一致,验证了热力学模型的准确性;将压缩机COP与已公开论文数据进行对比,压缩机COP显著提高,验证了该压缩机系统的有效性。     

工程车用空调器的设计及主要生产工艺

本特种工程车用空调器采用蒸气压缩制冷原理,即利用液态制冷剂吸热汽化产生制冷效应,利用车上的发动机作为驱动源,通过皮带传动带动压缩机工作,使制冷剂在系统内产生循环,通过换热器与空气进行热交换,从而实现车室的降温要求。制冷剂采用新型环保制冷剂R134 a,整机结构紧凑、性能可靠、换热效率高。     

跨临界CO_2双级压缩/喷射制冷循环比较分析

对带双气体冷却器的双级压缩/喷射制冷(TETG)循环和带中间冷却器的双级压缩/喷射制冷(TEIC)循环建立了热力学模型,比较分析了两种循环的高压级气体冷却器压力、中间压力、气体冷却器出口温度、蒸发温度和喷射系数对循环性能的影响。结果表明:在指定的工况下,TEIC循环的COP极大值比单级压缩/喷射制冷(TE)循环高16%,TETG循环的COP极大值比TE循环高9.5%;TEIC循环的喷射系数高于TETG循环和TE循环;气体冷却器出口温度升高会导致两双级循环的最优高压级气体冷却器压力增大。     

R32蒸气压缩/喷射制冷循环性能研究北大核心

研究了R32的蒸气压缩/喷射制冷循环的热力学性能。讨论了COP值和吸入压差的变化趋势对制冷循环的性能影响。结果表明:在给定的蒸发温度和冷凝温度范围内,R32蒸气压缩/喷射制冷循环的COP值比普通制冷循环提高5. 22%–13. 77%。在给定条件下存在一个最佳的吸入口压差,可以使系统得到最大的COP值和单位容积制冷量。     

天然气管线四级离心压缩机级间气动影响研究

本文以某天然气管线用四级离心压缩机为研究对象,通过数值分析压缩机在整机模型、逐级叠加模型和单独模型下的流场和气动性能,研究多级离心压缩机的级间气动影响规律及作用机制。结果表明,在设计工况下,逐级叠加模型的预测精度具有一定的可信度,而在非设计工况下,级间气动影响显著,逐级叠加模型得到的整机总压比低于整机模型;相对于单独模型,整机模型的第二级进口相对马赫数和气流角沿叶高方向分布更为不均,在近喘工况尤为明显;级间影响会破坏通流区流动稳定性,在多级离心压缩机设计过程中应充分考虑级间影响。研究工作对深入了解级间气动影响并完善多级离心压缩机气动性能预测模型具有参考价值。     

新型双蒸发制冷系统制冷剂的研究

研究了喷射器内部流体流动过程,应用质量守恒、动量守恒、能量守恒对两相喷射器建立了热力学模型,分析了不同制冷剂对新型双蒸发制冷系统性能的影响。计算结果表明:新型双蒸发系统中,当蒸发和冷凝温度相同时,R152a的性能系数高于其他4种制冷剂,R143a的喷射系数、喷射器的压缩效率、制冷量和性能系数提高率均高于其他4种制冷剂;当蒸发温度不变时,性能系数提高率随着冷凝温度的升高而降低,冷凝温度为30℃时,制冷剂为R143a,性能系数提高率达20%。     

双级压缩跨临界CO_2热泵中间冷却型式优化

双级压缩跨临界CO_2热泵适合于低温地板辐射采暖.以北京市某建筑为对象,进行了双级压缩跨临界CO_2热泵中间冷却型式的优化分析.结果表明:与单级压缩循环相比,双级压缩循环提高了系统供热的性能系数(COP),并且双级压缩循环中间完全冷却的COP高于中间不完全冷却型式.同时在保持最佳中间冷却压力下,双级压缩中间不完全冷却型式的COP随着高压级压缩机入口CO_2蒸气过热度的增加而逐渐减小.因此在实际系统设计中,双级压缩跨临界CO_2采暖热泵宜采用中间完全冷却型式.     

中间补气水-水热泵系统理论分析

带有中间补气的涡旋压缩机可以有效的改善热泵系统在低温环境下的制热性能和运行可靠性。根据中间补气及准二级压缩热泵系统的研究现状,采用理论分析对带过冷器的中间补气涡旋压缩机的性能进行了对比与分析。阐述了水-水热泵系统的研究背景及工作原理;详细分析了增设补气口后涡旋压缩机的工作过程;提出了中间补气热泵系统的数学模型及计算方法并对其进行热力分析。最后与单级压缩循环比较得出结论:在蒸发温度越低的情况下使用中间补气循环对性能的提高越有利。中间补气技术在低蒸发温度、大压比的设备和系统中,节能效果更加明显。     

涡旋压缩机三维数值模拟及排气过程研究

为了揭示涡旋压缩机内部流动规律提高数值模拟精度,本文建立了涡旋压缩机流体区域三维结构化动网格模型,并讨论了数值模拟方法;基于结构化动网格对涡旋压缩机工作过程进行三维数值模拟,得到其内部流场分布;分析了压力场、温度场的分布规律,研究了排气过程中流场的变化特点,并讨论了排气过程中的压力损失;结果表明在排气过程中排气腔的顶部和底部及排气口内部都存在涡流,由此引起流场分布的不均匀。研究内容有助于涡旋压缩机的设计及排气口的开设。     

以HFC134a为制冷剂的喷射制冷实验研究

设计并搭建了喷射制冷系统性能研究实验台,选取HFC134 a作为制冷剂进行了喷射制冷实验研究。研究表明,在测试工况范围内,喷射系统的COP随蒸发温度的升高而增加,随冷凝温度的升高呈现先是基本不变,后迅速降低的趋势,随发生温度的升高先升高后降低;另外,研究还发现系统的COP随着冷冻水流量的增加而增加。