R134a/R125混合物制冷剂性能研究

基于制冷剂的气液相平衡特性,建立了R134a/R125混合制冷剂二元体系模型,对其物性进行了分析。建立了蒸气压缩式制冷系统仿真模型,对混合制冷剂的循环工况和性能进行了对比研究。通过物性分析及性能对比,得到了不同比例混合制冷剂的饱和曲线和导热系数的变化趋势。对于R134a/R125非共沸混合制冷剂,在0.1 MPa压力下混合质量比为0.5/0.5时,温度滑移达到最大5.33℃。R134a/R125混合制冷剂的液相导热系数低于R134a,且随着温度的升高而减小;气相导热系数的变化趋势与液相相反。当蒸发温度较低时,制冷剂R134a在蒸发器中为负压,对系统不利,采用混合制冷剂R134a/R125(0.9/0.1)可改善这一状况,虽然COP略低于R134a系统,但可获得比R134a更低的制冷温度,且系统运行更稳定。研究结果为R134a/R125混合制冷剂的应用提供数据。     

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。     

一种基于正逆循环耦合的低温制冷系统

以能的梯级利用原理为指导原则,基于正逆循环耦合方法,本文提出了一种利用中温显热热源制取较低温度冷量的复合式制冷系统,该系统由动力子循环、吸收式制冷子循环与压缩式制冷子循环有机耦合而成。通过模拟计算,对系统热力性能进行了评估,系统制冷性能系数(COP)达到了0.277,与常规余热双级吸收式制冷系统相比,提高了50%左右。通过(火用)平衡和t-Q图分析,发现热源利用过程不可逆损失大幅降低是系统性能提升的主要原因。本文还研究了热源烟气温度T_H和冷却水温度T_(CW)对系统性能的影响,为指导系统设计提供了依据。     

吸收制冷循环极限制冷温度研究

提出了吸收制冷循环的极限制冷温度概念,以自行复叠吸收制冷(ACAR)循环为例分析了多种因素对极限制冷温度和COP等性能参数的影响。分析结果表明制冷剂的配比是影响ACAR循环极限制冷温度等性能的关键因索,为此计算得到了理沦最佳制冷剂配比。同时,分析了传统吸收制冷循环的特性,并在相同条件下和ACAR循环进行了比较,结果表明ACAR循环可以获得低得多的制冷温度,具有高得多的COP,用于深度冷冻具有独特的优势。     

压缩空气蓄冷系统循环形式的选择

压缩空气蓄冷系统是一种新型的冷量储存系统.针对这种系统,本文研究了四种不同的循环实现形式.分析了这四种循环形式的制冷量、运行性能系数COP并对其进行了对比.结果表明:压缩空气蓄冷系统应用于室温条件下的制冷场合时,两级压缩、三级膨胀驱动蒸气压缩制冷系统相对于其他三种循环,运行性能较好;两级压缩、三级膨胀驱动空气压缩膨胀制冷循环,可以制取的制冷温度较广,适应变工况的能力较好,并且结构简单,也具有一定的优势.     

压缩/喷射制冷循环中喷射器引射室的最优压降

建立了蒸气压缩/喷射制冷循环稳定运行时两相喷射器的热力学模型,以常压沸点相差较大的制冷剂为工质,比较了两相喷射器引射室压降最优范围的差异,并在同一工况下,研究了不同工质压缩/喷射制冷循环的性能。结果表明:喷射器引射室压降存在最佳范围使压缩/喷射制冷循环性能接近最优值;在相同工况下不同制冷工质这个最佳范围不相同;在同一工况下,当采用压缩/喷射制冷循环时,不同工质的循环性能系数和单位容积制冷能力相比基本循环均增强了。研究结果为压缩/喷射制冷循环制冷工质的选择及两相喷射器结构的优化设计提供理论参考。     

跨临界二氧化碳蒸气压缩/喷射制冷循环性能比较

本文从系统的COP、制冷量和有效能分析三个方面比较了跨临界CO2蒸气压缩／喷射循环、蒸气压缩／回热制冷循环和常规的蒸气压缩制冷循环的性能．结果表明,在本文研究工况下,喷射循环的性能系数最大值比回热循环高 18．6％,比常规循环高22．0％．喷射循环的制冷量比回热循环高8．2％,比常规循环高11．5％。有效能分析表明喷射循环极大地减小了节流损失,冷却放热损失和压缩损失也有相应的减少．     

亚临界蒸气压缩/引射制冷循环的热力学性能分析

采用引射器替代节流阀可以回收部分膨胀功,进而提高制冷循环的性能系数。针对R134a压缩/引射制冷循环建立了热力学模型,分析了冷凝温度、蒸发温度、引射器吸入压差以及引射器各段的效率对循环性能的影响。结果表明,在一定工况下存在最佳吸入压差使得循环COP达到最大值。常规空调工况下,采用引射器替代节流阀可使循环COP提高10%左右。提高引射器各段的效率,特别是扩散段的效率,可提高循环的性能。     

R32蒸气压缩/喷射制冷循环性能研究北大核心

研究了R32的蒸气压缩/喷射制冷循环的热力学性能。讨论了COP值和吸入压差的变化趋势对制冷循环的性能影响。结果表明:在给定的蒸发温度和冷凝温度范围内,R32蒸气压缩/喷射制冷循环的COP值比普通制冷循环提高5. 22%–13. 77%。在给定条件下存在一个最佳的吸入口压差,可以使系统得到最大的COP值和单位容积制冷量。     

喷射/压缩制冷循环复合系统(CCRS)最佳工况的研究

使用机械压缩机的制冷循环(RAC/MC)和使用喷射器的冷却循环(EJC)进行复合,得到的新型节能循环系统即CCRS,COP值比单独压缩制冷循环系统的COP有明显提高。本文通过分析表明,合理的CCRS喷射冷却循环工况对GOP值的提高有很大影响;喷射工况一定时,当发生器中温度变化时,系统存在着一个最佳工况点;使用不同的工质,系统的性能也有明显的差异。     

不完全湿压缩特性研究

本文提出了不完全湿压缩概念,并利用制冷剂在温熵图上气化饱和线的坡度系数预测工质的不完全湿压缩特性。分析在AHRI(Air-Conditioning,Heating,and Refrigeration Institute,空调供暖制冷协会)空调和低温制冷工况下,R22、R32和NH_3这三种湿工质的坡度较缓,其最大COP都在不完全湿压缩区间,COP的增加值(与吸气饱和时相比)分别为0.43%/0.32%,2.12%/2.44%和5.89%/9.95%;R134a的坡度系数绝对值过小,吸气带液压缩的理论COP反而下降。研究表明:坡度系数为负值的工质具有较好的不完全湿压缩性能,且坡度越缓,其湿压缩COP改善的几率越大;R32和氨的排气温度高,而且其吸气带液压缩COP改善的潜力也更大,不完全湿压缩对于排气温度高且坡度系数绝对值大的湿工质应用价值更大。     

带有波转子的水蒸气压缩式制冷循环性能分析

将波转子用于水蒸气压缩,建立波转子制冷循环的热力学模型,与单级压缩制冷循环、两级压缩制冷循环进行对比,分析了波转子压比、蒸发温度对循环性能的影响。结果表明:空调工况下,波转子制冷循环的压缩机压比可降低55.56%,压缩机排气温度可降低42.51%,在波转子压比为2.25时制冷系数ε提升8.67%,达到4.95。     

新型冰箱制冷剂三氟甲醚与异丁烷的性能对比

本文对氟化醚类工质三氟甲醚(简称HFE143a)用作冰箱制冷剂的性能与现有冰箱制冷剂HC600a进行了对比。首先比较了新制冷剂HFE143a和现有冰箱制冷剂CFC12、HFC134a、HC600a和HFC152a/HCFC22等的基础热力性质。然后对HFE143a、HC600a和CFC12的冰箱标准工况制冷循环性能和变工况制冷循环性能进行了详细的理论计算及分析。分析表明:HFE143a完全适合做新一代冰箱制冷剂。     

R32、R290滚动转子式压缩机的热力性能对比研究

建立了滚动转子式压缩机热力学稳态仿真模型,在相同理论容积输气量的条件下,分析了吸气过热度、蒸发温度、冷凝温度对以R22、R32和R290为制冷工质的滚动转子式压缩机热力性能的影响规律。对比研究表明:在相同工况下,R22的性能系数COP最大但与R32接近,R290的COP最小;若压缩机高低压比降低,COP增加明显;当仅增加吸气过热度时,R32、R22的COP变化很小,而R290的COP增加较为明显,并逐渐接近R32和R22;吸气过热度仅对排气温度有较大影响,而对质量流量、功率、制冷量、COP的影响很小,蒸发温度、冷凝温度对热力性能的影响更显著。     

吸附制冷过程的热力学分析及评价

运用热力学原理对吸附制冷过程进行了全面分析 ,推导出了各过程的热力计算公式 ,并在此基础上得出了性能系数 COP的表达式。同时也探讨了系统的各个工作温度对循环性能的影响。结果表明 ,在吸附制冷过程中 ,适当地降低冷凝温度、蒸发温度和吸附温度 ,同时适当地提高脱附温度 ,可以提高系统的循环性能。     

使用多次制冷剂喷射实现(近)等温压缩

制冷剂压缩是蒸气压缩式制冷热泵装置中的主要耗能过程。与当前压缩机的理想压缩过程——等熵压缩相比,等温压缩过程的压缩功明显更小,是更为理想的压缩过程。研究(近)等温压缩的实现技术成为高效蒸气压缩设备的一个重要研究方向。基于此,本文首先全面分析了现有(近)等温压缩的实现方式,发现气态和两相制冷剂喷射是最具有潜力的(近)等温压缩技术路线。其次,建立并验证了多级喷射涡旋压缩机及系统模型。最后,研究基于该模型对使用多次制冷剂喷射实现(近)等温压缩的可能性进行了研究。结果表明:多级压缩的COP明显高于单级压缩,干度为0.7的三次两相喷射可提升COP 8%;多级制冷剂喷射是实现涡旋压缩机的(近)等温压缩的有效手段。     

太阳能喷射制冷系统的新型替代工质优化选择研究

太阳能喷射制冷系统具有变工况间歇性工作特点,优良制冷工质特性是太阳能喷射制冷系统获得良好循环性能至关重要条件。因此,优化选择绿色环保替代工质对扩大太阳能喷射制冷系统工作温区和寻找太阳能喷射制冷系统的最佳变工况工作特性具有重要理论意义。文中在建立改进型太阳能喷射制冷系统热力学模型基础上,研究了以R161、R1234yf、R152a、R290、R134a及R600a为制冷剂的太阳能喷射制冷系统变工况热力学特性。结果表明,以R161为制冷剂的太阳能喷射制冷系统的性能系数平均(COP)值最高,其变工况循环性能明显优于R134a和R600a等制冷工质;绿色环保新型制冷剂R161是适用于喷射制冷系统变工况运行的优良替代工质。     

一种新型R32两级压缩热泵空调器的理论研究

针对R32单级压缩空调器排气温度偏高的问题,提出采用双缸滚动转子式压缩机实现两级压缩制冷循环的方案来降低系统的压缩比和排气温度并提高性能系数(CCOP)。建立相应的理论模型,计算了制冷工况和热泵工况下的性能参数。结果表明:采用两级压缩循环方式在制冷工况和热泵工况下使压缩机的排气温度分别降低了30.1℃和28.5℃,CCOP分别提高了3.02%和8.15%;同时分析了中间温度对压缩比、排气温度和系统的CCOP的影响,给出了最佳中间温度的范围。     

太阳能驱动的Einstein制冷循环热力性能分析

对太阳能驱动的Einstein制冷循环进行了详细的热力性能计算,并针对不同的蒸发温度、冷凝温度以及发生温度对系统COP的影响进行了分析计算,得出影响曲线。得出结论:通过改变运行工况来提高系统COP这条路行不通,要从根本上提高系统COP,只能通过对换热器的强化、系统部件的合理布置、以及新工质对的选取等方法来实现。     

人工冰场CO2制冷及热回收系统性能分析

针对人工冰场的制冷及热回收需求，提出了一种新型的CO₂并行压缩循环，对其进行热力学分析，并与常规循环和喷射循环进行对比，结果表明，并行压缩循环的制冷系数最高，而且随着环境温度降低而升高，该循环在跨临界运行时的最佳排气压力要低于常规循环；并行压缩的热回收量最小，但是制热系数和综合COP最高，而且随着环境温度降低，热回收量和制热系数会降低而综合COP会升高；该系统在全年范围内都能提供高效的制冷以及热回收性能。