热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计

冷库制冷机组配置存在的最大问题是设计冷量与热负荷不相匹配,制冷机组长期处于小于设计负荷运行状态下,造成冷库能耗增加。针对这一问题,提出热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计方案,以含有8个同温冷间的装配式冷库为例,设计制冷系统和控制系统。冷库各冷间采用分时进货方式,进货时间间隔取3小时,总共配置两套压缩冷凝机组,对于不进货、无操作人员工作的冷间使用一套压缩冷凝机组维持冷间温度,压缩冷凝机组按冷库总降温概率进行配置;对于正在进货、有操作人员工作的的冷间,使用另一套压缩冷凝机组快速降温,压缩冷凝机组按一个冷间所有的热负荷进行配置。结果表明:两套压缩冷凝机组配置的总制冷量比最大负荷法配置的制冷量减少1/4左右,同时缩短货物热量和开门热量冷却时间,提高了冷藏食品品质。     

热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计北大核心

冷库制冷机组配置存在的最大问题是设计冷量与热负荷不相匹配,制冷机组长期处于小于设计负荷运行状态下,造成冷库能耗增加。针对这一问题,提出热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计方案,以含有8个同温冷间的装配式冷库为例,设计制冷系统和控制系统。冷库各冷间采用分时进货方式,进货时间间隔取3小时,总共配置两套压缩冷凝机组,对于不进货、无操作人员工作的冷间使用一套压缩冷凝机组维持冷间温度,压缩冷凝机组按冷库总降温概率进行配置;对于正在进货、有操作人员工作的的冷间,使用另一套压缩冷凝机组快速降温,压缩冷凝机组按一个冷间所有的热负荷进行配置。结果表明:两套压缩冷凝机组配置的总制冷量比最大负荷法配置的制冷量减少1/4左右,同时缩短货物热量和开门热量冷却时间,提高了冷藏食品品质。     

一种内螺纹强化管的冷凝实验研究

实验研究了环保替代制冷工质R410A、R22在水平强化管内冷凝换热特性,探索了热流密度、水流速度对换热特性、压降的影响。实验测试管为内螺纹强化管,长度为5.2 m,外径为9.52 mm。实验结果表明:制冷剂R410A、R22的传热系数和压降随热流密度的增大而增大,同时内螺纹管的换热系数还随管外冷却水流量的增加而升高,压降随冷凝温度的升高而降低,而R410A比R22有更好的换热效率和较小的压降。     

热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验研究

搭建了高效利用室外环境空气冷能的分离式热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验台,对系统在热管工况和蒸气压缩式工况的性能进行了实验研究。结果表明:复合空调系统在热管工况下换热量随换热温差、高差、风量的增大而增大;当换热温差进风温差从11.6℃增加到17.4℃,换热量增加了14.4%;风量由2937.4m3/h增加到4196.3m3/h,换热量增加了5.4%;高差由1.1m增大到2.0m,换热量增加了8.3%;该系统的最佳制冷剂充注量为5.4kg。该系统在蒸气压缩式制冷工况下也具有良好的运行效果,且可实现两种模式的灵活切换,表明该复合空调系统是一种的高效可靠机房空调系统。     

出口高度对非能动安全壳冷却系统影响

对某大型核反应堆非能动安全壳冷却系统(PCS)中安全壳外部的热环境进行了研究。建立了安全壳外部狭长空间的自然对流换热计算模型,基于Navier-Stokes(N-S)方程进行了求解,同时研究了安全壳出口高度对非能动安全壳冷却系统冷却性能的影响规律。结果表明:在标准大气压下、进口空气温度308.15K时,基准型安全壳按面积加权的出口平均温度为330.33K,引射的冷却空气质量流量为275.85kg/s,冷却空气带走的热量为6160kW;随着安全壳出口高度的增加,安全壳出口质量流量、换热量不断增加,但变化曲线斜率不断降低,最后趋于平缓,同时,衡量冷却空气有效冷却能力的温度效率线性降低,流动损失线性增大,兼顾换热量与流动损失存在一个最优解。     

R449A制冷剂应用于压缩冷凝机组的性能研究

R449A是一种HFO类非共沸混合制冷剂,物性参数与R404A接近、但GWP值大幅减小。选择R449A作为原R404A压缩冷凝机组的替代制冷剂开展直接替代试验研究,并进行了R449A与原型机用润滑油和辅料的相容性验证。研究结果表明:在对原机组不做任何改动,以吸气侧中点为蒸发温度基准,采用R449A制冷剂的压缩冷凝机组与原R404A机组相比运行性能略有优势,替代潜力较大。     

制冷剂充灌量对冷藏柜制冷性能影响的试验研究

冷藏柜制冷剂容量较小,系统中制冷剂充灌量的变化对制冷性能会产生很大的影响。通过改变系统中制冷剂充灌量,研究了制冷性能参数随制冷剂充灌量的变化趋势,为合理确定制冷剂充灌量提供了一定的依据。随着制冷剂充灌量的增加,蒸发压力和冷凝压力升高,蒸发器换热温差减小,过热度减小,冷凝器换热温差增大,过冷度增大;冷凝压力和蒸发压力压差增加,压比减小;压缩机平均功耗先减小后增加,制冷量则先增加后减小。     

含润滑油R134a在微通道内沸腾-空化耦合实验研究

混入了矿物润滑油的制冷剂R134a,流经带有空化结构的微通道,发生了沸腾-空化耦合相变现象。无氧铜铜板上刻有长150 mm宽0.8 m深1 mm的微通道,微通道内置有长4 mm宽0.2mm的矩形空化结构。铜板上面覆盖有玻璃片。观察测量不同流量及不同加热量下通道内的流形及通道背面温度。实验结果表明:润滑油抑制了相变现象的发生,降低了换热效率;工作介质为混入润滑油的制冷剂时,通道背面温度远高于工作介质为纯净制冷剂时的通道背面温度。     

高浓度润滑油对泡沫金属池沸腾特性的影响

实验研究了高油浓度的制冷剂/油混合物在泡沫金属加热表面池沸腾换热特性。使用三种泡沫铜作为加热表面,其参数分别为10ppi/90%孔隙率、10 ppi/95%孔隙率和30 ppi/98%孔隙率,厚度均为10 mm。制冷剂为R113,润滑油为VG68,油浓度为0%～40%。实验结果表明,泡沫金属总是强化池沸腾换热,换热系数最多提高450%;润滑油恶化制冷剂在泡沫金属加热表面池沸腾换热,换热系数最多降低90%。开发了高油浓度的制冷剂/油混合物在泡沫金属加热表面池沸腾换热关联式,预测值与95%的实验值误差在±30%以内。     

R410A在管内冷凝换热及压降的实验研究

近年来,制冷行业开始改用新型环保制冷剂,要求新型强化传热管有更良好的性能并适应环保制冷剂的工况.通过自行设计的一台集管内蒸发和冷凝为一体的实验台,以R410A作为制冷剂,分别对5mm、7mm以及9.52mm三种内螺纹管进行实验研究.发现:(1)螺纹齿径和齿顶角对冷凝换热系数有重大影响;(2)齿径比以及齿高对内螺纹管的压...     

数据中心空气冷却器性能改进的数值计算

本文通过对一数据中心空气冷却器的结构及性能参数的分析,在保持冷热流体进口条件不变的前提下,从增大换热面积,提升换热系数两个方面提出了针对该换热器的两种基本改进方案.其中方案二通道高度为6 mm的情形可在相同泵功的条件下,提升换热量9％,且仅要求对原换热器芯片间的距离进行调整,对原冷却系统的整体结构并无影响.     

以R600A为工质的分离式热管的实验研究

对分离式热管的整体热量传递特性进行了实验研究。以蛇形翅片管作为冷凝段和蒸发段进行热管实验,探讨了蒸发器进风面风温及分离式热管蒸发器与冷凝器之间高度差、工质充注量对分离式热管的影响。实验表明,随着蒸发器进风温度的升高,蒸发器与冷凝器换热系数都是呈现先增大后减小的趋势。在冷凝端进风温度恒定为16.55℃、蒸发端进风温度低于60℃时,以R600A为工质的分离式热管的传热量曲线近似于二次曲线,蒸发端进风温度高于60℃时,其传热量曲线近似于一条直线。加大充液率及增加蒸发器与冷凝器的高度差,分离式热管的传热能力均会得到提高。     

高效换热器内冷凝换热热阻的实验研究

在水平强化管内R134a的冷凝换热实验中,对试验工况中管内流型进行计算预测,使用关联式对管内传热系数进行预测,以校核实验数据的可靠性,以质量流量、冷凝温度为变量,以总传热系数K、冷冻水传热系数h_w、制冷剂传热系数h_r为衡量指标,对强化管换热热阻进行研究。实验结果表明:总传热系数K、制冷剂传热系数h_r均随质量流量的增加而增大,且对应冷凝温度越低其值越大,而冷冻水传热系数h_w随质量流量的增加而稍有降低,冷凝温度对其值影响并不大。此外,随着质量流量的增加,冷冻水热阻占总热阻比值逐渐增加,但制冷剂热阻总是小于冷冻水热阻,且冷凝温度越低,两者的差值越大。换热管内外热阻比重IOR随着质量流量的增加而降低,随着冷凝温度的升高而增大。     

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。     

套管式冷凝器热平衡实验研究

套管式冷凝器结构简单,广泛应用于石油化工、制冷空调和动力等行业。如果换热器与外界环境没有热量交换,则冷流体的吸热量与热流体的放热量相等。主要研究套管式冷凝器的换热量、表面传热系数和总传热系数的测试和计算方法。通过对冷凝器实验台的工作原理和使用方法的实验研究,得出水蒸汽冷凝时套管式换热器的总换热量、热平衡误差和总换热系数的变化规律,分析了不同进出口温度时表面传热系数的变化规律。     

R404A双级压缩载冷循环和复叠式制冷循环系统对比分析

阐述了R404A为制冷剂的两种不同形式的两级循环:R404A双级压缩CO_2载冷循环和R404A/CO_2复叠制冷循环。通过对比分析发现,两个系统都存在系统最大COP且都随着冷凝蒸发换热温差的增大而减小,随着蒸发温度的升高而增大。同时,在低温区间上复叠系统的COP较大,但是在-30℃附近,双级压缩载冷循环的系统COP和复叠式制冷系统相当,而且双级压缩载冷循环中R404A和CO_2的充灌量比复叠制冷系统少,在节约能源和系统维护方面很具有级优势。     

润滑油对基于制冷循环的喷雾冷却系统性能的影响

针对高功率固体激光器的散热需求,设计了一种基于制冷循环的喷雾冷却系统,并对其换热性能进行研究。由于制冷系统的压缩机需要润滑,冷却液中不可避免地会混有润滑油。润滑油会对冷却液的粘度、表面张力产生影响,并可能产生油膜,从而对冷却液的换热过程产生强化或抑制。因此,通过实验研究,分析了润滑油对喷雾冷却换热性能的影响。实验结果表明,冷却液中存在润滑油,会增大冷却液流经喷嘴过程中的阻力,减小流量,但根据本系统的应用情况,可以忽略;在低热流密度时,含有一定量的润滑油更有利于热源表面温度的均匀分布,高热流密度时,2%(质量分数)的含油量对温度分布不均的影响可以忽略;润滑油的存在可以提高临界热流密度,使得系统的散热能力得到提高,更有利于其在高功率固体激光器散热领域的应用。     

冷库用翅片管风冷式冷凝器仿真与实验研究

针对某一低温实验冷库的翅片管式风冷冷凝器,建立其稳态分布参数数学模型。从冷凝器的结构型式入手,详细分析了换热管路的布置方式,针对制冷剂与空气间的流动换热方式,在热质平衡原理的基础上以划分微元的方式建立了冷凝器的稳态分布参数数学模型。最后,实验验证仿真数学模型的准确性。在-25℃、-30℃、-35℃和-40℃等四种库温点下进行了稳态实验,测得了四种库温点下冷凝器各监测点的温度和制冷剂侧、空气侧的换热量,分析了制冷剂冷凝过程中过热、两相和过冷状态的变化以及各个状态区的长度。然后以实验工况为计算条件,运行仿真计算程序,得到了四种库温点下冷凝器各监测点的温度和制冷剂侧、空气侧换热量的计算值,通过曲线图分析了计算值和实测值之间的偏差,验证了换热模型的准确性。结果表明:模型具有一定的可靠性和精度,可为该类装置的以及整个冷库系统的仿真和优化设计提供了一定的理论基础。     

低温冷库热气融霜冷凝热的季节匹配度分析

在对低温冷库冷负荷构成进行分析的基础上,分析了制冷系统冷凝热随季节(即环境温度)变化的特点,定义了"季节系数",即冬季与夏季能用于热气融霜的冷凝热量之比,其意义是季节对制冷系统冷凝热量的影响程度,季节系数小说明影响程度大,即冷凝热量与季节的匹配度差,反之说明影响程度小、匹配度好。讨论了制冷剂为R22和R404A的制冷系统在不同名义冷凝温度下的季节系数的特点。结果表明:季节系数随制冷剂和名义冷凝温度的不同而不同,在名义冷凝温度一定时,R22的季节系数比R404A的小;而对同一种制冷剂,名义冷凝温度越低,季节系数越小;且R404A的季节系数受名义冷凝温度的影响更为明显。本研究为热气融霜技术的工程设计与推广提供了参考。     

R410A和R22在水平内螺纹管内冷凝性能的实验研究

实验研究了环保替代制冷工质R410A和R22在冷凝温度40℃时在内螺纹强化管(外径为9.52mm)内的冷凝换热特性,对二者的冷凝换热性能进行了对比,并研究了测试管外冷却水流量对换热系数的影响。结果表明:在管外冷却水流量相同时,R22的总换热系数K普遍比R410a小,而管内传热系数hr比R410A大。R22与R410A的总传热系数K均随管外冷却水流量的增加而增加,当制冷剂流量Gm大于300kg.s-1.m-2时,管外冷却水流量对总传热系数K的影响变小。