新型双级间接蒸发冷却系统性能理论研究

本文提出了一种新型双级间接蒸发冷却(IEC-TIEC)系统,其中普通叉流回热式间接蒸发冷却器(IEC)与热电辅助间接蒸发冷却器(TIEC)串联运行。建立了该系统的物理及数学模型,在不同热电制冷模块的运行参数(工作电流及模块数量)条件下,对比分析了新型双级间接蒸发冷却系统与单级热电辅助间接蒸发冷却(TIEC)系统的性能,结果表明IEC-TIEC系统的COP与露点效率均优于单级TIEC系统;研究了一次空气入口参数(温度、相对湿度、质量流量)对IEC-TIEC系统的COP与露点效率的影响规律。此外,对系统的四种不同质量流量分配比进行了优化分析,结果表明,存在最佳的质量流量分配比使得系统COP最大;在系统总换热面积一定的约束条件下,对系统中叉流回热式间接蒸发冷却器换热面积占系统总换热面积的比值进行了优化。     

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。     

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。     

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.     

冷却水流量对CO2空气源热泵气体冷却器换热性能影响的实验研究

以CO_2为工质,对空气源热泵热水器矩形螺旋套管气体冷却器的换热特性进行实验研究,搭建了空气源热泵热水器实验台,测试分析冷却水流量的变化对冷却水进出口温差、CO_2进出口压力与温度、CO_2质量流量、气体冷却器总换热量、总传热系数及热泵系统COP等参数的影响,探究其对气体冷却器换热性能的变化规律。结果表明:随着冷却水流量的增加,冷却水进出口温差、CO_2进出口压力和温度均呈下降趋势,CO_2质量流量则呈上升趋势;气体冷却器的总换热量增加49.70%,总传热系数增加57.55%,COP增加73.41%,增幅较大;而气体冷却器换热效能系数仅增加1.77%,变化趋势不明显。     

逆流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器性能研究

提出一种逆流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器,该冷却器可将空气温度降低到湿球温度以下并接近露点温度。本文研究了不同的通道长度、产气通道高度、工作通道高度对露点间接蒸发冷却器冷却效率的影响。结果表明:在研究范围内,湿球效率随通道长度的增加而增大,随产气通道高度的增加而减小。在工作通道高度为2~10mm间时,随工作通道高度的增加,湿球效率先增大后减小,且在工作通道高度为5mm时湿球效率最大。     

新型逆流式露点间接蒸发冷却器性能研究北大核心

提出了一种新型的逆流式露点间接蒸发冷却器,研究了进气的相对湿度、温度变化对其冷却(湿球)效率的影响。结果显示:相对湿度和温度的变化对冷却器的冷却(湿球)效率具有显著的影响,较低的相对湿度和温度能获得较高的冷却(湿球)效率,所有运行条件下的冷却(湿球)效率超过100%。当环境温度为303.15K,相对湿度为10%时,冷却器的效率最高为128.5%,表明冷却器具有较好的降温效果;改进后的结构相比较原始结构,进口压力降低1.107%,产气温度降低了0.314K。     

新型逆流式露点间接蒸发冷却器性能研究

提出了一种新型的逆流式露点间接蒸发冷却器,研究了进气的相对湿度、温度变化对其冷却(湿球)效率的影响。结果显示:相对湿度和温度的变化对冷却器的冷却(湿球)效率具有显著的影响,较低的相对湿度和温度能获得较高的冷却(湿球)效率,所有运行条件下的冷却(湿球)效率超过100%。当环境温度为303.15K,相对湿度为10%时,冷却器的效率最高为128.5%,表明冷却器具有较好的降温效果;改进后的结构相比较原始结构,进口压力降低1.107%,产气温度降低了0.314K。     

环境工况对弧形板逆流蒸发冷却器性能影响

本文设计了弧形板片式露点蒸发冷却器,研究了环境工况和进气速度比对其冷却效率的影响。研究结果表明:在研究范围内,工作气体与产出气体进气速度比为1.5时冷却效率最大,达到126.24%;通过与传统结构对比,在相同的进气温度、环境湿度、进气速度条件下,该种间接蒸发冷却器冷却效率最大可以提高10.32%、25.82%、13.87%。     

复叠与双级压缩系统的模拟对比分析

为了探究双级压缩制冷系统和复叠式制冷系统在低温环境下运行的可行性和经济性,在冷凝温度30℃,蒸发温度-20℃~-50℃工况下,通过EES模拟,将四种双级压缩循环方式分别与复叠式循环方式进行对比分析。研究表明:在蒸发温度从-20℃降到-50℃的工况下,同蒸发温度下,复叠循环系统的COP比一次节流中间完全(不完全)冷却循环系统的COP高20%,对于一次节流中间完全(不完全)冷却循环与复叠循环,系统COP都降低50%;对于二次节流中间完全(不完全)冷却循环与复叠循环,在同蒸发温度下,复叠循环系统的COP与二次节流中间完全冷却循环系统的COP相差不大,复叠循环系统的COP低于二次节流中间不完全冷却循环系统的COP,但二次节流的两个节流阀口径大,难协调并且系统回油不均,无法长期稳定运行。因此,在低温工况下(-20℃~-50℃)复叠循环相比于双级压缩循环具有更高的节能性、可行性。     

混合式除湿空调节能特性研究

本文提出了一种集固体转轮干燥剂除湿、间接蒸发冷却和蒸汽压缩制冷于一体的混合式除湿空调系统,以转轮除湿器RDCH程序为计算基础,建立了该系统性能计算模型,在ARI条什进行了热湿过程分析。结果表明,与相同条件下的蒸汽压缩系统相比,混合系统的制冷量增加了20％,电力COP增加了约30％。混合系统的优点还表现在能削减蒸汽压缩子系统的结构尺寸、降低电耗和减小冷凝空气流量等方面。还对干燥剂除湿和蒸发冷却过程的影响进行了分析。     

供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响

为探究热泵供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响,保持室外环境温度15.5℃不变,调节热泵供水温度,测试冷却水流量、气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力、压缩机耗功量、系统制热量、气冷器热交换完善度、系统COP的变化情况。结果表明:供水温度由45℃升至85℃,气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力随之增加,冷却水流量随之减小。系统制热量增加了7.3%、气冷器热交换完善度下降了20.0%、系统COP下降了35%、压缩机功耗增加了65.1%。     

气动分置式斯特林制冷机间隙密封优化

气体泄漏及间隙传热会导致制冷机性能恶化,因此间隙密封技术是气动分置式斯特林制冷机的一项关键技术。对三种不同间隙密封结构展开研究,搭建Sage模型分析结构参数对制冷机性能的影响,模拟结果显示:间隙高度H不仅影响泄漏率,还与穿梭损失及泵气损失相关;双段式间隙密封的密封1长度比例越大,制冷量越大。当长度比例及密封1、间隙1高度分别为0.7-0.3,10μm,500μm时,双段式间隙密封结构性能达到最优。与单段式间隙密封相比,双段式间隙密封结构的制冷量与COP提高9%和21%;与三段式间隙密封相比,双段式间隙密封结构简单,加工方便,因此在设计膨胀气缸与活塞间隙密封时,优选该结构作为斯特林制冷机密封结构。     

CO_2跨临界压缩式制冷循环理论分析

环保工质CO_2作为制冷剂用于空调领域再次受到广泛关注。文中对CO_2跨临界循环进行了热力学理论分析,分析结果表明:循环系统存在最优高压压力,使得其COP达到最大值;蒸发温度的升高或者冷却压力的降低都能提高COP,但都会降低效率;实际运行系统中,应该尽可能提高蒸发温度或者降低气体冷却器的出口温度。     

Ecological optimization for an irreversible magnetic Ericsson refrigeration cycle

An irreversible Ericsson refrigeration cycle model is established, in which multi-irreversibilities such as finite-rate heat transfer, regenerative loss, heat leakage, and the efficiency of the regenerator are taken into account. Expressions for several important performance parameters, such as the cooling rate, coefficient of performance （COP）, power input, exergy output rate, entropy generation rate, and ecological function are derived. The influences of the heat leakage and the time of the regenerative processes on the ecological performance of the refrigerator are analyzed. The optimal regions of the ecological function, cooling rate, and COP are determined and evaluated. Furthermore, some important parameter relations of the refrigerator are revealed and discussed in detail. The results obtained here have general significance and will be helpful in gaining a deep understanding of the magnetic Ericsson refrigeration cycle.     

纺织厂空调节能探析

分析了纺织厂空调能耗过高的主要原因,并从车间温湿度基数确定、冷负荷计算、气流组织、新风预处理设备及旁通风道使用和冷冻水管路系统设计等方面介绍了减少空调能耗的系统设计;对喷淋室、挡水板等空调设备进行了节能改造,分析了管式间接蒸发冷却器使用的节能效果。在空调运行方面采用智能调节实现自动控制、合理选择冷水机组台数等措施实现节能目的。测试表明,通过挡水板、喷淋室及管式间接蒸发冷却器节能改造,空调室节能1.91%,10.52%和5.07%;制冷机组由三台在80%制冷量减少为一台在90%制冷量下工作,耗电减少653kW/h,减少率为64.33%;采用自动控制系统空调室能耗日减少477kW.h,与人工调节方式比减少45.60%。     

液氦温区脉管制冷的实验研究

本文研制了一台可以用于低温超导磁体冷却的液氦温区分离型二级脉管制冷机．单独测试第一级最低达到了13．8K，是单级脉管制冷机最低制冷温度新纪录；在40K温度下具有55．9W制冷量，可望在高温超导磁体冷却方面获得广泛应用．使用单压缩机单旋转阀驱动二级脉管，二级最低温度达到了2．6K，在4．2K下有590mW制冷量，同时一级在36．7K有15W的制冷量，满足小型低温超导磁体冷却的要求．     

实际回热式布雷顿制冷机的性能优化

用有限时间热力学方法分析实际回热式布雷顿制冷机的性能特性,以制冷率和制冷系数为优化目标,优化了高低、温侧换热器和回热器的热导率分配以及工质和热源间的热容率匹配,并采用数值计算分析了各参数值对最优性能的影响特点.所得结果对工程制冷系统设计有一定的指导意义。     

Influence of Streamwise Pitch on Local Heat Transfer Distribution for In-Line Arrays of Circular Jets with Spent Air Flow in Two Opposite Directions

Abstract

The effect of streamwise jet-to-jet spacing on local heat transfer distribution due to an in-line rectangular array of confined multiple circular air jets impinging on a surface parallel to the jet plate are experimentally studied. The length-to-diameter ratio of nozzles of the jet plate is 1.0. The flow, after impingement, is constrained to exit in two opposite directions from the confined passage formed between the jet plate and target plate. Mean jet Reynolds numbers based on the nozzle exit diameter (d) covered are 3,000, 5,000, 7,500, and 10,000; jet-to-plate distances studied are d, 2d, and 3d. Streamwise jet-to-jet distances of 3d, 4d, and 5d, and a constant spanwise pitch of 4d, are considered. The jet plates have ten spanwise rows in the streamwise direction and six jets in each spanwise row. The flat heat transfer surface is made of thin stainless-steel metal foil. Local temperature distribution on a target plate is measured using a thermal infrared camera. Wall static pressures in the streamwise direction are measured midway between the spanwise jets to estimate cross-flow velocities and individual jet velocities. The streamwise distribution of the jet flow and the cross flow is found to be least influenced by the streamwise pitch variation for the range of parameters considered during the present study. Heat transfer characteristics are explained partially on the basis of flow distribution. The cooling performance, based on the strip-averaged Nusselt number per unit mass flow rate of coolant per unit area of cooled surface, indicates deterioration for lower streamwise pitch and higher jet-to-plate distance.