燃气机热泵的制冷性能

燃气机热泵(GEHP)是一种节能环保的空调装置。通过理论分析和实验测试研究了燃气机热泵部分负荷制冷性能。结果表明:燃气机热泵系统制冷量随着燃气机转速、蒸发器进水流量和蒸发器进水温度的提高而增加。制冷性能系数(COP)和一次能源利用率(PER)随着燃气机转速的增加而减少,随着蒸发器进水温度和进水流量的增加而增加。在考虑余热回收的情况下,燃气机热泵的一次能源利用率在1.29~1.67之间。     

变频空调中翅片管蒸发器换热与压降特性

通过试验研究了变频空调系统中翅片管蒸发器管内外侧换热与压降特性,分析了压缩机频率对波纹翅片和百叶窗翅片管蒸发器管内沸腾换热系数、空气侧换热因子和摩擦因子的影响.结果表明:随着压缩机频率的增加,两种翅片的管内沸腾换热系数hi均增加;摩擦因子f都减小,百叶窗翅片的摩擦因子f是波纹翅片的2倍多;换热因子j随着压缩机频率增加而...     

翅片厚度对平行流蒸发器传热与流动性能的影响

基于某车用空调多元平行流蒸发器,以平行流蒸发器的百叶窗翅片为研究对象,利用ANSYS 15.0软件对百叶窗翅片模型进行数值模拟,研究探索百叶窗翅片厚度对平行流蒸发器传热与流动性能的影响,并分别对其五种结构在不同雷诺数Re_(LP)时的传热与流动性能进行了综合评价分析。将数值模拟结果与经验关联式进行对比,传热因子j与阻力特性f因子的最大误差分别为12.16%和5.29%,满足实际工程误差允许范围。结果表明:在雷诺数ReLP不变时,换热系数与压降均随着百叶窗翅片厚度的增加而增大;采用综合评价因子j/f~(1/3)分析得出,A型结构翅片综合性能最好,能够有效强化空气侧换热、提高系统的换热能力,其研究结果可为百叶窗翅片结构优化提供参考依据。     

重力再循环蒸发器与直接膨胀蒸发器的实验性能研究

在不同工况下采用R404A作为制冷剂对重力再循环蒸发器和直接膨胀蒸发器进行了实验性能研究。搭建了兼具重力供液和直接膨胀供液制冷系统的试验台,在冷库温度为0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃五种工况下,利用热平衡法测得了不同供液形式制冷系统的制冷量以及蒸发管路上若干测点的温度。对实验数据进行了整理和理论分析,得到2种蒸发器在不同工况下制冷量的变化规律以及2种蒸发器在不同工况下传热温差和传热系数沿管长的变化规律。     

CO_2冷风机结构参数对换热性能影响的仿真研究

通过建立的数学仿真模型,对冷风机的运行性能进行了仿真模拟。得到了冷风机结构参数(管间距、翅片间距和翅片厚度)对其性能的影响:随着冷风机翅片间距的增大,传热系数增大,相反的制冷量减小;随着管间距的逐渐增大,传热系数减小,相反的制冷量增大;随着翅片厚度的增大,传热系数和制冷量均呈现增大的趋势,但随着翅片厚度的持续增大,制冷量的变化梯度逐渐变小。管间距和翅片间距对冷风机性能会产生很大的影响。     

不同进口微通道蒸发器温度分布及换热性能

使用扁管式微通道换热器替代柜式空调管翅式蒸发器，搭建了微通道蒸发器(MCE)实验测试平台。在制冷剂充注量为900～1 400 g、热负荷为3 600～5 700 W条件下，对比分析了两种入口方式的微通道蒸发器表面温度分布以及制冷量、输入功率、EER等性能参数。红外图像和热电偶测试结果均表明，入口方式对换热器内部制冷剂分配均匀性存在较大影响，进而影响了换热器表面温度分布一致性；随着充注量的增加，两种微通道换热器制冷量、EER均呈现先增大后减小的趋势；综合考虑制冷量和输入功率，得到MCE-A和MCE-B的最佳充注量分别为1 300 g和1 200 g。     

结露工况下平行流蒸发器性能模拟研究

通过对百叶窗翅片平行流蒸发器空气侧换热性能进行数值模拟,分析了翅片间距、百叶窗间距和角度对空气侧流动特性、换热性能和结露过程的影响,得到了不同情况下空气侧进出口压降、换热系数及蒸发器表面凝结水量的变化规律。研究表明:百叶窗间距增加导致空气进出口压降增大,空气侧换热系数和蒸发器表面凝水量则随之呈现先增后减的趋势;翅片间距增加造成空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝结水量逐渐减小;百叶窗角度增加使空气侧进出口压降、换热系数和蒸发器表面凝水量逐渐增大。综合考虑,当压降在可以接受的范围内时,可考虑选择较小的翅片间距、较大的百叶窗角度,百叶窗间距范围在1.4mm~1.6mm间为佳。     

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.     

平行流蒸发器耦合传热的数值模拟

为了验证模型的正确性,针对一种平行流蒸发器,建立了3D和2D计算模型。并采用fluent软件和3D耦合传热计算模型,分析了迎面风速变化时空气侧的主要结构参数(翅片间距、翅片厚度、百叶窗间距和百叶窗角度)对空气侧传热系数和压降的影响规律。     

网翅片换热器换热性能的实验研究

换热器空气侧换热效率低是换热器领域的难点,管翅换热器是目前应用广泛、性能较优的换热器。为了寻求更好的换热器制作材料,以铜网片替代管翅换热器的板翅片,研制三种与市售管翅换热器同等尺寸(40×80×180 mm)的网翅片换热器进行换热性能实验对比,实验结果表明：研制的网翅片换热器相比于管翅换热器,在自然对流下热阻能降低35%;在强制对流下热阻能降低75%,网翅片换热器的温升是管翅换热器的20%。     

铜铝复合管在空调蒸发器中应用的试验研究

主要针对铜铝复合管(CCA管)在空调蒸发器集气(液)管替代铜管应用进行了试验研究。从焊接工艺、弯曲性能和弯曲后抗压性能方面对9.52×0.7型号的铜铝复合管进行替代研究。结果表明:铜铝复合管焊接处的抗拉强度为114.1MP,延伸率为30%,可以满足产品要求。它具有良好的弯曲性能和弯曲抗压性能,经过不多于四次的弯曲试验,复合管集气管的极限压力为19MP,高于饱和制冷剂3倍工作压力。将铜铝复合管集气管的空调与原机在焓差实验室进行整机性能试验,结果表明:它们的制冷量相差10W,能效比基本不变,可以满足国家标准,对空调器的性能基本没有影响。同时在噪声实验室对整机进行噪声测试,测试结果显示,与原机型相比,在高中低三种风量状态下,噪声分别增加0.5/0.6/1 dB(A),满足原机型噪声标准。与铜管相比,在相同条件下,复合管集气(液)管可以降低成本29.2%。     

套片式翅片管换热器传热与空气流动阻力性能试验研究

为了研究改变翅片材料对套片式翅片管换热器性能的影响,分别对采用铝翅片和黄铜翅片的套片式翅片管换热器(结构参数基本相同)进行传热特性与空气流动阻力特性的试验。试验得到了试件在一系列试验工况下的传热数据与管外空气流动阻力数据,通过计算得出了相应的传热准则关系式与管外空气流动阻力准则关系式,绘制了传热系数和管外空气流动阻力的有关图线。结果表明:黄铜翅片套片式换热器与铝翅片套片式换热器相比,换热性能优势明显,其原因主要是铝材比铜材软,与铜管胀接后的接触热阻大,因此换热性能更弱。     

采用铜铝复合管的翅片管换热器性能试验研究

针对铜铝复合管(ACC管)在空调用翅片管换热器中替代铜管应用进行了试验研究。分别对Ф7.94mm型管的全铜管、过冷段铜铝复合管、全铜铝复合管三种换热器进行了性能比较和成本分析。研究结果表明,在风速和风量不变的情况下,过冷段铜铝复合管换热器能力为8634.22W,高于全铜铝复合管的换热器的8389.36W,低于全铜管换热器的8989.07W。制冷剂侧能力测试中,过冷段铜铝复合管换热器平均值为8.885kW,与全铜铝复合管换热器平均值8.775kW相比高1.24%,与全铜管换热器平均值9.101kW相比低2.37%,与能力测试结果基本一致。与原换热器铜管相比,在相同条件下,铜铝复合管可以降低管材成本29.5%。综上所述,过冷段采用铜铝复合管的换热器能够取代铜管换热器应用在空调中,在不影响其换热性能的基础上,降低成本效果明显。     

铜铝复合管在空调器室内外机连接管中应用的试验研究

主要针对铜铝复合管在家用空调器室内外机连接管的应用替代铜管进行了试验研究。从力学性能、弯曲性能、工艺性、耐压性和耐腐蚀能力几个方面分别对Φ6.35×0.6、Φ9.52×0.7和Φ12.7×0.8的三种型号铜铝复合管连接管进行性能试验。结果表明:三种型号的铜铝复合管连接管延伸率都大于40%,不低于铜管的延伸率,抗拉强度在150～180MPa之间具有良好的弯曲性能,扩口率在65～89%之间,不低于铜管的扩口率(≥50%)。三种规格的铜铝复合管安全承受压力均大于常用制冷剂R22和R410a所要求的耐压强度。经过500h的盐雾实验后,压力测试焊接点无泄漏。最大承受压力超过15MPa,满足空调室内外连接管的使用要求。同时将三种规格的铜铝复合管接入空调器在焓差实验室进行性能测试,表明:与原机型铜连接管相比,使用铜铝复合管连接管的空调器制热量、制冷量和能效比的变化低于1%,对空调器的性能基本没有影响。与铜管相比,在相同条件下,可以降低成本23～35%。     

冷源冷量对压缩/喷射制冷系统性能影响的实验研究

实验研究了喷射器的最优喷嘴距及在此条件下,冷凝器进水冷量对喷射器及双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响,同时对双蒸发压缩/喷射制冷系统与蒸汽压缩制冷系统进行了对比研究.结果表明:喷射器引射系数随冷凝器进水冷量的增大而减小,喷射器升压比随冷凝器进水冷量的增大而增大;双蒸发压缩/喷射制冷系统COPp随冷凝器进水冷量的增加先快...     

R22与R410A热泵中冷凝器性能随支路数变化的比较

利用软件EVAP-COND,模拟对比了在室内换热器中分别采用R22与R410A制冷剂时冷凝器的性能随支路数的变化,结果表明:室内换热器作为冷凝器时,R410A的换热量比R22的要大,换热量的差别是由两排管共同造成的,两排管中R410A的换热量都比R22的要大;随支路数的增多,第一排管对冷凝器换热量差值的影响越来越显著,而第二排管的影响逐渐减弱;第一排管换热量的差别主要受传热系数的影响,而第二排管受传热温差和传热系数的综合影响。因此,支路增多时制约R410A和R22冷凝器换热量差别的因素,从传热温差和传热系数共同作用逐渐转变为传热系数起主导作用。     

Experimental study on performance optimization of air source heat pump using DOE method

ASHP system is extensively applied to maintain indoor thermal environment but contributes to high building energy consumption. Better energy efficiency is possible through cooling performance improvements. This study investigates, using full-scale experiments, the cooling performance of ASHP. In the series of experiments, we vary the major influencing factors—evaporator inlet air temperature, air velocity, and compressor frequency and measured their impacts on response variables that include cooling capacity, compressor power, and the COP. The design of experiment (DOE) approach is used to plan and analyze the experiments. The results show that cooling capacity of ASHP system significantly increases with the rising evaporator inlet air temperature, air velocity, and compressor frequency. However, because of increasing fan and compressor power with rising air velocity and compressor frequency, COP dramatically decrease. Finally, the study of develop a simple predictive model for assessing the COP of ASHP. Comparing with the predicted and experimental results shows an agreement within 10% deviation, which indicates the suitability of the prediction model. Therefore, a predictive model can help system operators to set the optimal design parameters for achieving optimal COP performance of ASHP system.     

竖直星型翅片管结霜的实验研究

星型翅片管结霜是影响空浴式汽化器性能的一个重要因素。在不同的环境温湿度条件下,通过改变汽化介质的压力和流量,研究竖直星型翅片管的霜层生长规律,以及结霜对翅片管的传热性能的影响。研究发现,霜层的生长与环境温度,空气湿度,介质流量、压力等因素都有关系,其中空气湿度的影响尤为明显。结霜过程是个非稳态过程,霜层的生长会降低翅片管的传热性能,从而降低翅片管的出口气体温度。通过对竖直星型翅片管结霜性能的研究,对优化环境参数、发挥气化器最大性能,确定除霜方法都具有重要意义。     

椭圆管直翅换热器翅片效率的计算

椭圆管翅式换热器的翅片效率工程上通常是将其转换为圆形翅片管来计算．当量圆管的选取方法有两种,一种是使当量圆管的横截面积与椭圆管横截面积相同,另一种是使当量圆管的周长与椭圆管的周长相同。本文利用扇形法计算了长短轴比范围为１～５的椭圆管直翅换热器在不同工况下的翅片效率,并与工程上常用的等周长和等面积法的计算结果进行了比较。与扇形法计算的效率相比,等周长法的结果偏高,等面积法的结果偏低。     

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。