应用于低温领域的双温复叠式制冷循环

双温复叠式制冷循环可以用于低温领域中需要提供两个不同制冷温度的场合。首先介绍了双温复叠式制冷循环的原理和组成,然后建立了双温复叠式制冷循环的热力学模型,通过热力计算分析了冷凝温度、低温部分蒸发温度、蒸发冷凝器传热温差、流经高低温蒸发器质量流量比、过热度和过冷度对该循环性能的影响。     

一种输出冷功比可调的新型功冷联供系统性能研究

本文提出一种新型氨水功冷联供复合循环系统。该系统包括一个氨水工质动力/制冷子循环和一个吸收式制冷子循环,并通过分流和混合过程耦合而成,其主要特点是当工作参数保持不变时,只改变分流比即可使系统输出冷功比在一定范围内连续变化。新系统可采用燃气轮机、燃气内燃机或高温燃料电池的排烟等中低温余热作为该系统的驱动热源。对分流比和再沸器出口工质温度变化对系统性能的影响进行了参数分析,结果表明,通过增加分流比可提高系统的输出冷功比和系统的联供效率。     

高温热泵跨临界循环最优压力的理论分析

优化控制跨临界循环高压,是保证系统高效、稳定运行的关键。文中以HFC125为模拟工质,通过一个基本跨临界循环,得到了不同工况下各个循环参数与高温热泵跨临界循环高压之间的关系。根据结果发现,在一定工况下,高温热泵系统存在一个最优循环压力,最优循环压力主要受蒸发温度、冷凝器出口温度、过冷度和压缩机性能的影响。应调节此临界循环尽可能在最优压力附近工作。     

过冷技术在蒸气压缩制冷系统中应用的研究现状

分析了在压缩蒸汽制冷循环中增加液体制冷剂的过冷度后,对循环制冷性能的影响;综述了机械式过冷、依靠自身冷量过冷、冰蓄冷式过冷和基于热电原理的过冷四种过冷方式的研究现状。通过对比发现,这些过冷方式一方面以牺牲一部分制冷量来获得过冷,另一方面则是增加了能量的消耗,对整个系统而言并不一定能达到节能的目的。然而对于基于热电原理的过冷技术而言,热电元件结构简单、运行稳定,在很小的温差下,具有很高的制冷效率;但是其热端散热不佳,是制约其制冷效率低的主要原因,文中提出采用热管为其散热,保证热电元件在高效率下运行,可以达到节能的目的。     

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。     

具有精馏装置的自动复叠制冷循环分析

本文提出了一种新的具有精馏装置的自动复叠式制冷循环,并以 Ｒ１３４ａ／Ｒ２３为制冷剂。对新循环进行了热力学分析,建立了能量与质量平衡方程,分析了循环工质配比、吸气温度及精馏塔操作压力对压缩机压比及系统ＣＯＰ的影响。作者进一步将新循环与二级分凝循环在压比控制于９～１２、冷凝器出口温度保持在４０℃的前提条件下进行了性能上的比较,发现新循环既可达到更低的制冷温度,又可在相同平均蒸发温度下获得更高的ＣＯＰ。     

室温磁制冷技术的研究进展

室温磁制冷具有绿色环保、内禀高效、低噪音与低振动等优点,有望成为室温制冷领域中的一种重要选择.本文首先简述了磁热效应等基本概念,阐述了磁制冷热力学循环,重点介绍由基本循环构成的复合式磁制冷循环、主动磁制冷循环以及耦合气体回热式制冷的主动磁制冷循环等.随后描述了室温磁制冷系统的不同维度数值模型的特点,介绍了模型中磁热效应、多层主动磁回热器、退磁效应等重要项的表述方式及其他因子对系统性能的影响.根据室温系统运动部件和运动方式的不同,将室温磁制冷样机细化为四类系统,包括往复磁体式、往复回热器式、旋转磁体式和旋转回热器式.结合样机的近期实验进展,分析了不同类别室温系统的结构、运行和性能等特性.最后,总结了室温磁制冷技术的未来发展趋势.     

跨临界CO_2双级压缩增压系统热力学分析

建立了跨临界CO_2双级压缩增压系统的热力学模型,并对气体冷却器出口温度、膨胀罐内压力、过冷度等影响系统性能的因素进行了数值分析。结果表明:系统的最佳排气压力随着气冷器出口温度的升高而迅速升高,且在气冷器出口温度不发生改变的情况下,最佳排气压力随着蒸发温度的降低略微有所升高,而系统最佳COP随气冷器出口温度的升高而快速下降。系统的最佳干度值随着气冷器出口温度的升高而增大。在一定的蒸发温度下,系统COP随着膨胀罐内压力的增大而逐渐减小,同时随着过冷度的增大系统COP逐渐增大,但要比蒸发温度对系统性能的影响要小些。     

一种新型空气源高温热泵的热力学分析

本文提出了一种供热温度为80~100℃的新型空气源高温热泵循环(EIHP),该循环采用非共沸混合工质R290/R600a,利用内部自复叠技术和喷射器提升循环性能。针对EIHP循环建立了相应的热力学计算模型,并与传统热泵循环(CHP)进行了对比研究。根据计算结果,当冷凝器出口温度为100℃,蒸发器出口温度从25℃下降到-10℃时,相较于CHP循环,EIHP循环的COP提高了15%~27%,压缩机压比降低了20%~46%,容积制热量提高了22%~51%。此外,本文还研究了冷凝器出口温度,工质配比等参数对循环性能的影响情况。     

自然冷源在家用冰箱系统应用及性能分析

空气自然冷源已逐渐用于制冷系统中,引入自然冷源能提高冷凝器出口过冷度,或将自然冷源冷却载冷剂经节流直接引入蒸发器,可有效提高系统COP;基于国内冬春季温度≤5℃的自然冷源分布状况,设计了一种引入自然冷源用于家用冰箱的新型制冷系统,并建立热力学计算模型,分析了不同自然冷源工况时冷凝器过冷度在0、5、10、15℃下的系统COP、压缩机指示功率、系统耗电量及冷凝器热负荷,经计算,冬春季时与传统家用冰箱制冷系统相比,系统COP提高了12%,日均系统耗电量节约0.48kWh。     

一种耦合斯特林制冷效应的复合式磁制冷循环的数值模拟

介绍了一种斯特林回热式制冷效应和主动式磁制冷效应耦合的新型制冷循环。循环采用的回热填料钆既是磁制冷循环的磁热材料又是斯特林制冷的回热材料。通过斯特林回热式制冷循环和磁制冷效应的正面耦合叠加获得更优良的制冷效果。同时介绍了一种磁制冷回热器的数值计算模型,本模型是基于控制容积法计算的一维交变流动模型,并对常规回热器内填料能量控制方程进行了修正,考虑了磁性材料磁热效应的影响,添加内热源项。论文计算分析了系统相位角、压力和频率的变化对制冷性能的影响。文中给出的部分模拟结果对后续实验台的改造有一定的借鉴指导作用。     

超临界CO2发电和跨临界喷射制冷复合系统研究

冷热电联产系统具有潜在的能源、环境和经济效益,受到人们广泛关注。本文提出了一个由超临界压力CO_2布雷顿循环和热驱动跨临界喷射制冷循环组成的冷电联产系统,建立了系统的热力学能量和拥分析模型,获得了主要运行参数对系统性能的影响规律。当制冷剂为R1234ze时,系统最高热效率0.60,■效率0.51。■损最大的四个部件依次是回热器、喷射器、压缩机和透平,而喷射器、冷凝器和蒸发器■效率较低。研究表明增大透平入口压力和减小透平出口压力均可增大系统冷电输出和提高热、■效率;循环泵出口压力对冷量和耗功产生共同影响,系统存在最优循环泵出口压力。     

R22与其替代工质的性能比较与分析

1前言传统的单工质蒸气压缩理论循环分析认为在冷凝器和蒸发器中,制冷剂的冷凝温度和蒸发温度等于相变温度,而忽略了压缩机进出口的过热段以及冷凝器出口过冷段的温度变化,直接造成了人们对回热循环和过热循环的认识偏差,产生了许多误解,其评价标准是有缺陷的。本文以变温热源的可逆循环为基础,考虑了在实际中是可以利用的过热段以及过冷段的温度变化,假设在冷凝器和蒸发器中,制冷剂与外界高、低温热源无换热温差,使循环更接近可逆循环。以此为基础的当量温度法可完善单工质的理论循环分析,同时可用于朗肯循环与劳伦兹循环之间的…     

大温跨余热驱动吸收式制冷系统模拟研究

吸收式制冷是余热利用的有效手段之一,其特别适用于既有余热资源,又有供冷需求的场合。本文提出了一种大温跨余热驱动的内部热耦合型氨水吸收式制冷系统,并进行模拟运算,分析了不同余热利用温跨对各部件及系统性能的影响。研究结果表明,随着余热利用温跨从51 K提高到69 K,系统COP从0.801提高到0.881。其主要原因在于:余热利用温跨的增加,优化了发生和精馏过程,降低了系统溶液循环倍率。研究还发现,余热利用温跨的增大需要更低的冷却水温度,同时发生器与吸收器内部回热率均有所降低;然而分流比略有升高,表明预混器的作用会随之弱化。     

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。     

过冷器改善低环温热泵机组化霜底部结冰研究

针对常规翅片换热器在低环温运行时换热器的底部容易结冰、融冰困难问题,设计了经济器机组的过冷装置。在基本不增加换热器材料的基础上,通过改变换热器底部的制冷剂管路增加了过冷器。理论分析和测试结果表明:制冷制热性能与原系统基本相同,化霜时翅片换热器底部无结冰现象,最低压力在411k Pa以上,化霜干净彻底。过冷器可以用于新型的低环温经济器热泵机组设计。     

喷淋蒸发翅管式冷凝器传热传质研究

采用蒸发式冷凝器可以降低制冷装置不可逆传热损失,提高机组效率。该文提出在制冷装置中采用喷淋蒸发翅管式冷凝器,分析了喷淋蒸发翅管式冷凝器的传热过程,建立其传热传质数学模型和设计计算方法,简要分析了环境温湿度、管翅结构、风速、淋水量等一些主要因素对传热传质性能的影响,为该种冷凝器的设计和应用提供理论参考。     

双运行模式复叠制冷机的实验研究及优化

提出了一种新型的带中间回热器的双运行模式复叠制冷循环,搭建了相应的复叠制冷循环低温预冷设备实验台,通过初步的实验研究验证了该制冷机的可行性,并对实验数据进行了理论分析,提出了改进系统性能的措施:提高回热器效能,优化系统压缩比,强化冷凝器换热,合理控制单位质量制冷量,在冷凝蒸发器进出口加旁通管路等。通过理论计算表明实验台可通过改进达到较高的性能系数,说明了该制冷机具有很好的发展前景。     

基于沸石和活性炭的二级吸附式制冷循环系统

二级吸附式制冷循环是降低吸附式制冷机驱动热源温度的有效措施,但是存在传质性能下降的问题。通过一级、二级循环吸附剂循环吸附量分析发现,不同循环采用不同吸附剂,可充分挖掘不同吸附剂吸附性能潜力,能够解决二级吸附式制冷循环系统采用单一吸附剂造成传质恶化的局面。本文选择沸石FAM-Z01、活性炭分别为一级、二级循环对应的吸附剂,建立不同吸附剂二级吸附式制冷循环系统,并开展系统性能研究。     

微槽群相变与热电制冷结合的激光器冷却系统

本文运用微槽群复合相变和热电制冷(TEC)技术来实现激光器系统低温下的高热流密度散热.通过对不同工质在不同充液率下的实验研究发现,工质和充液率对系统的运行状况有重要的影响.在选用甲醇作为循环工质,并且在系统充液率为1.5的情况下,系统能够达到所需的散热冷却效果;本文实验分析了冷凝器的工作状况对蒸发器表面温度的影响,提出通过提高TEC制冷片的制冷量和强化铜散热片的散热能力来降低冷凝器的温度,进而降低蒸发器的温度.