电子膨胀阀对电动汽车空调系统的调节特性研究

电子膨胀阀是电动汽车空调系统的主要调控部件,探究其调节特性对于制定系统控制策略具有重要意义.本文搭建了以R134a为制冷剂的电动汽车空调系统实验台,研究了电子膨胀阀调节过程中,空调系统内制冷剂流量和压力的动态变化规律,分析了不同压缩机转速下,阀开度对系统制冷量、空调箱出风温度、压缩机功耗和系统COP等性能参数的影响.结果表明：阀前制冷剂相态是影响电子膨胀阀调节时系统压力变化强弱的重要因素.在阀前制冷剂为过冷液态时,调节阀开度对系统压力影响更大,并且在阀前制冷剂具有较大过冷度(大于10℃)时,下调阀开度会导致短时间的过节流造成系统压力大幅波动;系统中制冷剂循环流量与阀开度呈线性变化趋势,不受阀前制冷剂相态的影响.在实验工况下,100%阀开度对应的制冷剂循环流量为97.2～115.5 kg/h,阀开度每下调10%,系统中制冷剂循环流量下降6%～9%.     

吸排气压力对线性压缩机性能影响分析

线性压缩机由直线电机驱动,整机效率高.其性能不仅受电机驱动力的影响,还受到压缩机吸排气压力的影响.本文以R134a为工质,在标准工况下,分析了吸排气压力对动圈式线性压缩机的性能影响.在其他参数不变时,提高吸气压力使制冷量和排气量增加,但电功率也增加,导致性能系数(COP)下降,压缩机性能反而降低;排气压力的增加使压缩机运行经济性变差,另外还会造成压缩机行程的减少,并可能发生行程漂移.     

基于低压补气的变转速冷藏系统的性能研究

针对冷库运行过程中出现的压缩机排气温度高、系统性能衰减等问题,设计并搭建了基于平行流换热器的低压补气冷藏系统实验台对冷藏系统在低压补气和不补气状态下压缩机转速对冷藏系统综合性能的影响进行了分析.结果 表明:随着压缩机转速的增加,两种工况下压缩机排气温度都会增加,在补气模式下排气温度增加了5％,在不补气模式下增加了7.8％;冷藏系统的制冷量也会随之增大,在补气模式下制冷量增加了43％,在不补气模式下增加了25.9％,低压补气模式下增加的制冷量更大一些;压缩机功率随转速的增加而增大,且两种模式下增幅接近,在补气模式下压缩机功率增加了27.44％,在不补气模式下增加了27.34％;另外随着转速的增大系统COP呈现先增大后减小的趋势,在转速为3500 r/min处趋于稳定.     

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。     

回热器对R404A制冷系统性能影响的实验研究

进行了回热器对R404A制冷剂性能影响的实验研究,得出了有无回热器工况下运行时机组的性能参数,并对它们进行了比较和分析。得到的结论是:回热器对R404A制冷系统性能在低温工况下是有利的;回热器虽然会使制冷系统的制冷量和COP增加,但都会引起压缩机排气温度升高,某些工况最高排气温度达到了162.8℃,会影响压缩机的正常运行。     

活塞压缩机内制冷剂R1234yf泄漏模拟研究

基于活塞压缩机R1234yf制冷剂泄漏问题,运用Fluent模拟软件对活塞压缩机一个运动周期内制冷剂R1234yf的内部流场和泄漏趋势进行模拟,通过对不同吸气温度和吸气压力下制冷剂R1234yf的泄漏速度以及泄漏质量流量的对比分析,确定了制冷剂R1234yf在活塞压缩机内的泄漏规律,为制冷剂R1234yf的推广提供依据。     

HFC-161混合物作为HCFC-22替代制冷剂的实验研究

本文提出了以HFC-161混合物作为HCFC-22的新型替代制冷剂(HFC-161/125/32,15/42.5/42.5wt%),并在设计使用R410A的压缩机性能测试台上,进行了该混合制冷剂与R410A在若干工况下的性能对比实验.实验结果表明,该新制冷剂的COP略高于R410A,而排气温度略低于R410A.与R410A相比,该新制冷剂的蒸发压力和冷凝压力均低约10%,制冷量和压缩机功耗分别下降4.3%和4.8%.该混合制冷剂物性环境性能良好,ODP为零,GWP值小于R410A.可作为HCFC-22的较为理想的替代制冷剂之一.     

跨临界CO_2热泵高温热水器性能实验研究

本文针对排气压力、出水温度、压缩机频率、膨胀阀开度等参数的变化对跨临界CO_2热泵高温热水器性能的影响开展了实验研究,重点关注了出水温度高于75℃时的热水器性能特性。研究结果表明:不同出水温度对应不同最优排气压力,随着出口水温的升高,最优排气压力升高,相应系统性能降低;随着蒸发压力的升高,系统COP先增大后减小;在膨胀阀开度不变的情况下,压缩机频率85 Hz、环境温度25℃、蒸发温度14℃时,系统制取95℃热水时的最优COP为3.9。     

非共沸混合制冷剂在高温空调中的实验研究

分析了R22/R142b在高温空调系统中应用的可行性,实验研究了高温空调样机性能参数随制冷剂混合比变化的规律,确定了空调样机的最佳充灌量。实验表明:R22/R142b的质量比为6.6/3.4~7.0/3.0时,空调系统在较宽的环境温度范围(35℃—60℃)制冷量变化平坦,技术和经济性能理想,排气温度和压力在普通空调压缩机的安全范围;同时显示制冷剂充灌量为2.6kg左右时,空调样机的制冷运行性能较优。     

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。     

船舶冷库制冷剂替代及性能比较

寻求性能相近且环保的制冷剂取代对臭氧层有破坏作用的制冷剂R22,已成为船舶制冷装置所面临的紧迫、重要课题。文中选择R404A、R407C和R407F作为船舶制冷剂R22的替代品,分析了其制冷特性,并基于船舶冷库制冷装置上,对四种制冷剂进行了特性对比试验,比较了压缩机吸排气温度、压力、制冷性能等。结果显示,在试验工况下,R407F可作为R22的理想制冷剂替代品。文章为船舶制冷剂替代的选择提供技术支持。     

轴流压气机转子叶片的流固耦合分析

本文针对压气机转子叶片流固耦合问题,采用耦合平台MpCCI连接商业CFD软件FINE/Turbo与CSM软件ABAQUS模拟了设计转速下不同流量工况点的流固耦合问题,对比了流场定常计算与流固耦合非定常计算的结果,得到了叶片振动位移频谱振幅图以及效率和压比变化曲线。研究结果表明在失速点附近叶片振动对流场有显著影响,由此可以对压气机的颤振问题进行预测。     

补气技术应用于低温变频空调器的实验研究

针对电动客车用热泵空调器在低温工况下压缩比大、排气温度高、容积效率偏低、系统性能降低等突出问题,提出了带经济器的补气技术,并对系统循环过程进行理论分析,测试了在-15℃的环境温度、不同压缩机转速下,补气技术对电动客车用低温变频空调器的性能影响。结果表明:与不补气的热泵空调器相比,采用补气技术可显著降低压缩机排气温度,使系统安全可靠运行,特别是压缩机转速为5000r/min时,不补气时排气温度高达116.7℃,而补气时排气温度为99.6℃,相比下降了14.7%;采用补气技术提升了系统制热量和制热性能系数COP,且随着压缩机转速的提高,其效果更加显著,当压缩机转速由2000r/min提高到5000r/min时,与不补气的热泵空调器相比,系统制热量提升了16.2%~22.7%,COP提升了2.8%~14.2%。     

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。     

不同制冷剂用于双回路耦合冰箱性能研究

本文对R134a、R290、R600a及R600等四种制冷剂用于双回路耦合制冷系统的性能进行模拟计算。其中R600的当量性能系数最高、单位质量制冷量最大而容积制冷量最小;R600a排气温度最低;R290循环压比最小。对由R290、R600及R600a组成的不同混合制冷剂进行模拟计算,当小端温差一定时,混合制冷剂当量性能系数高于纯质;当有效换热温差一定时,混合制冷剂R290/R600a当量性能系数与纯质R600相当,循环压比稍高于R290,最高排气温度低于所选纯质制冷剂.     

R116跨临界热泵循环性能分析

文中对R116跨临界热泵循环进行了理论分析,分别计算了压缩机最优排气压力和回热器对系统性能的影响。计算结果表明,系统存在最优排气压力,最优排气压力与制冷剂气冷器出口温度、蒸发温度以及过热度都有关系,利用多项式函数对最优排气压力进行了拟合,拟合的最大相对误差为-5.92%,平均相对偏差为1.77%;在蒸发温度-5℃、0℃、5℃,过热度5℃、10℃、15℃,气冷器出口温度25℃—70℃的情况下,分别对系统回热循环性能进行了分析计算,结果表明回热循环性能较无回热循环有大幅的改善,改善幅度介于12—95%之间。文中结果可以为R116跨临界热泵系统的设计和控制提供理论参考。     

二次回路热泵空调系统制冷剂充注量的实验研究

新能源汽车中热泵空调节能技术引起了广泛关注,制冷剂的充注量是热泵空调系统优化的关键因素。本文针对应用于电动汽车的二次回路热泵空调系统的制冷剂充注量进行实验研究,通过记录系统运行状态参数,对系统的制冷和制热性能进行分析。结果表明,相比制冷模式而言,制冷剂充注量对制热模式下的系统性能影响较大;随着充注量增加,压缩机的排气温度先下降后上升,超过一定值后排气压力迅速上升;在制冷和制热模式下,过冷度随充注量的增加而增大,过热度随充注量的增加而减小。     

离心压缩机轮盘空腔的实验研究

本文以离心压缩机轮盘空腔为研究对象,依托大功率间冷压缩机闭式试验台测量了轮盘空腔静壁面不同半径处的静压和静温,分析了变工况下轮盘空腔和离心压缩机的耦合特性,并研究了变转速对轮盘空腔内部流动影响及其变化规律.结果 表明静压和静温沿着半径增大方向逐渐上升,但静温在近叶轮出口与空腔进口耦合处有所下降.设计转速下各位置点静压总体趋势、静温以及沿着半径减小方向的静压损和静温损均随流量的减少而增加.静压随叶轮转速的降低而减小,静温随转速变化的规律较复杂,静压损和静温损均随转速的降低而减少,静压和静温随流量变化的规律也会因转速改变而不同.     

带回热器的跨临界CO2空气源热泵系统性能实验研究

本文对带回热的跨临界CO_2空气源热泵循环在不同压缩机频率下运行时的特性进行了热力性能分析。结果表明:在25 Hz和30 Hz压缩机频率下,系统COP_h随排气压力的升高都存在峰值。在35 Hz压缩机频率下,由于受限于系统高温保护,系统COP_h随排气压力的升高逐渐增大,从趋势来看也存在峰值。压缩机频率升高,出水温度、气冷器出口温度和排气温度都升高,CO_2质量流量增加,系统COP_h减小。与25 Hz和35 Hz压缩机频率下的系统性能相比,30 Hz压缩机频率下的系统运行性能更优,系统最大COP_h为3.88,对应的最优排气压力为9.2 MPa,对应的最高出水温度为91.1℃。     

R32/R290混合制冷剂用于热泵热水器系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况下,基于换热器中传热窄点温差的限制,对R32/R290二元混合制冷剂在不同质量配比下热泵循环系统特性进行了热力学计算分析。结果表明,相同工作条件下,混合制冷剂R32/R290的最优质量配比为16/84,系统制热性能系数COPh为4.644,较R22系统提高了6.7%,分别比纯质的R32和R290系统高出3.2%和16.8%;在最优质量配比下,系统冷凝压力为2.308MPa,系统压比为2.793,压缩机排气温度为71.88℃。