半导体制冷技术原理与应用

半导体制冷（Semiconductor refrigeration）又称电子制冷、温差制冷或者热电制冷，是上世纪60年代后迅速发展起来的一项制冷技术。与普通制冷技术不同，半导体制冷不采用压缩机和制冷剂，不依赖制冷剂的相变传递热量，在直流电流通过具有热电转化效应的导体组成的回路时，利用热量转移特性制冷，是一种科技含量高的全新制冷技术。     

三级自动复叠制冷中制冷剂配比计算方法研究

自动复叠制冷循环有其特殊的优点,但是混合制冷剂的配比选取仍需进一步研究。通过搭建一个三级自动复叠制冷循环实验台,并采用常规复叠制冷循环的方法,粗定制冷剂配比,再使用CSD方程微调,实验数据证明该方法的结果比较合理。     

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。     

C3/MRC液化工艺中混合制冷剂组成选择及配比优化

制冷剂制冷效果与其配比复杂程度相互制约,使制冷剂的合理配比问题成为C3/MRC液化工艺中的难点之一。依据混合制冷剂中不同组分在不同温区制冷的原理,初步选定混合制冷剂的基本组成为N_2、CH_4、C_2H_4、C_3H_8、n-C_4H_(10)和n-C_5H_(12)。通过HYSYS模拟得到制冷效果,分析得出各组分在制冷过程中的作用。在此基础上,设计正交实验并得出模拟结果,采用逐步回归的方法回归多项式,以比功耗作为目标函数进行优化分析,最后得到优化配方。此方法简单高效、准确性好,具有较高的工程应用价值。     

第二制冷剂及其制冷系统的应用

由于HFCs类制冷剂对环境产生破坏,目前替代制冷剂的发展仍在不断探索中。采用第二制冷剂系统可以减少HFCs类制冷剂的充注和泄露,同时可以改善能源利用效率。文中主要回顾国内外近20年来第二制冷剂的研究状况以及二次回路制冷系统在商业制冷、家用空调与热泵以及汽车空调等领域中的应用,并提出近年来备受关注的两相载冷剂在蓄冷空调中的应用前景。     

一种新型自复叠制冷循环特性研究

提出一种新型自复叠制冷循环,通过设置喷射器,利用高压高沸点液态制冷剂引射低压低沸点气态制冷剂,充分回收高沸点组分的节流损失,提高压缩机吸气口处低沸点组分的吸气压力并获取更低制冷温度。建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了冷凝温度、混合工质配比和压缩比等参数对传统自复叠制冷循环和新型自复叠制冷循环的工作特性影响。研究表明,新型自复叠制冷循环制冷效率与传统自复叠制冷循环相当,但前者所获得制冷温度比后者所获得制冷温度可降低约10～20℃     

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。     

复合吸收式制冷循环研究进展

先进吸收式制冷循环本质上是各种吸收式制冷循环的复合循环,吸收式制冷循环也可与其它循环进行耦合,从而得到更高效的复合吸收式制冷循环。针对吸收压缩复合及吸收喷射复合循环的性能特点进行分析与总结。子循环采用不同制冷剂的新型吸收-压缩复合制冷循环具有较高的COP,且为低温太阳能热高效利用提供有利条件。吸收喷射复合制冷循环不仅可用来提高循环效率,还可用来制取更低温度下的冷量。另外,高低压发生器可通过喷射器进行耦合来降低低压发生压力,利用低温太阳能热。     

基于现代算法的天然气液化混合冷剂配比优化

天然气液化混合制冷剂合理的配比可以使混合制冷剂的蒸发曲线更加接近于天然气的降温曲线,从而降低液化天然气的生产成本.初选混合制冷剂为甲烷、氮气、乙烯、丙烷、异戊烷.通过Hysys模拟液化单元制冷过程,以比功耗为目标函数,设计正交实验并得出模拟计算结果,采取Matlab对实验数据进行回归分析,利用Matlab最优化理论计算...     

采用非单一吸附式制冷方式的研究现状与展望

固体吸附式制冷是一种可直接利用余热作为驱动热源和使用天然制冷剂的制冷方式,它对环境保护与节约能源具有重要意义,吸附式制冷技术目前已成为国际上普遍关注的一个学术方向。其中,采用其他以热能为动力的制冷循环方式与固体吸附式联合制冷在制冷领域已成为一个重要方向。首先介绍非单一吸附式制冷方式的总体研究进展,随后对其未来研究和应用发展方向作了展望。     

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%.     

变频空调器制冷剂最佳充灌量试验研究

建立了变频空调器制冷剂最佳充灌量的数学模型,并通过实验验证了模型的可靠型。分析了在不同频率下,制冷剂充灌量对变频空调器制冷量、功率、EER、过热度、压缩机排气温度、吸气温度的影响及原因。提出了变频空调器制冷系统最佳充灌量的确定原则,以高频时蒸发器出口刚好达到饱和状态,此时蒸发器的过热度为零。     

R404A、R407C在船用空调中替代R22的实验分析

以单元式空调的IPLV测试工况为依据,进行某船用空调系统R404A和R407C替代R22的性能测试,得出了吸、排气压力,排气温度,制冷量,功耗及COP随冷凝器进水温度的变化规律。     

极端高温环境下空气源热泵冷热水机组制冷实验研究

针对现有空气源热泵冷热水机组高温环境运行效果差、效率低、排气温度过高导致停机等问题,设计一套基于准双级压缩循环理论,以R410A为制冷剂的中压补气型空气源热泵冷热水机组。在50℃极端环境温度下,采用中压补气技术,对系统的制冷性能进行实验研究。结果表明:(1)系统出水温度由10℃增至15℃时,制冷量增加77.28%,EER提高59.02%,系统的制冷量、功率和EER均随出水温度的升高而增加;(2)相较不补气模式,系统排气温度由111.9℃降至106.23℃,制冷量由14.14 kW增至16.05 kW,可有效降低排气温度,提升制冷量,能更好提高系统超高温制冷时的稳定性。     

直接供液与重力供液制冷系统的对比研究

重力再循环供液是指蒸发器依靠制冷剂自身的重力送入蒸发器,在供液高度大于蒸发器对制冷剂的阻力情况下,部分制冷剂液体在蒸发器和气液分离器所形成的回路中再循环。由于再循环作用不需要外加动力,并强化管内制冷剂的沸腾换热,蒸发器的效率得以明显提高。文中介绍了重力再循环供液制冷系统和蒸发器的结构,提出采用J.Chawla关系式和Shah关联式相结合的方法预测再循环蒸发器制冷剂侧的换热系数。采用空气侧热平衡法,对直接膨胀供液和重力再循环供液制冷系统分别进行了多蒸发温度下的性能测试。表明重力再循环供液制冷系统比直接膨胀供液制冷系统的制冷量平均增加26%,COP平均增加18%,蒸发温度平均升高1.1℃,传热系数是直接供液的1.57倍。J.Chawla关系式和Shah关联式相结合预测再循环蒸发器制冷剂侧的换热系数,其曲线结构与实验值近似,平均误差不大于20.6%。文章还对各热工参数的变化原因进行了分析。     

Sorption systems: The point of view of a gas utility

This paper describes the point of view of a gas utility regarding systems for cooling and heating by solid sorption. Indeed, the context is favorable to the emergence of such systems first, of course, due to the regulatory constraints on certain refrigerant fluids, but also for their specific technical characteristics (the storage capacity, for example). The gas utilities have in fact shown an increasingly keen interest in all types of sorption systems, as a way of diversifying natural gas utilization, particularly in the summer.After a review of that context, this paper highlights the advantages of solid sorption and describes the criteria for choosing an installation in air conditioning and cooling production applications. Finally, it discusses the difficulties likely to be encountered in developing sorption systems, as well as the prospects for the future.     

Effect of Coolant Temperature on the Condensation Heat Transfer in Air-Conditioning and Refrigeration Applications

This article directly investigates the effect of a cooling medium's coolant temperature on the condensation of the refrigerant R-134a. The study presents an experimental investigation into condensation heat transfer, vapor quality, and pressure drop of R-134a flowing through a commercial annular helicoidal pipe under the severe climatic conditions of a Kuwait summer. The quality of the refrigerant is calculated using the temperature and pressure obtained from the experiment. Measurements were performed for refrigerant mass fluxes ranging from 50 to 650 kg/m²s, with a cooling water flow Reynolds number range of 950 to 15,000 at a fixed gas saturation temperature of 42°C and cooling wall temperatures of 5°C, 10°C, and 20°C. The data shows that with an increase of refrigerant mass flux, the overall condensation heat transfer coefficients of R-134a increased, and the pressure drops also increased. However, with the increase of mass flux of cooling water, the refrigerant-side heat transfer coefficients decreased. Using low mass flux in a helicoidal tube improves the heat transfer coefficient. Furthermore, selecting low wall temperature for the cooling medium gives a higher refrigerant-side heat transfer coefficient.     

电动汽车空调热泵微通道换热器扁管布置方式对制热性能的影响

本文针对电动汽车空调热泵系统的室内微通道换热器制热性能进行了研究.首先对换热器的流程排布进行了优化分析,得到四流程12-13-13-12模型性能最优.在优化分析的基础上,实验研究了室内换热器扁管横竖布置方式对单体及系统制热性能的影响.结果发现在单体实验中,扁管竖置布置时的内部制冷剂分布均匀度远好于扁管横置布置,其换热量与出风温度比扁管横置布置分别提高了11.2%~16.5%与6.3%~8.4%.系统制热实验结果表明,扁管横置布置的制冷剂分布均匀度仍小于扁管竖置布置,且其受压缩机转速影响较大.而当扁管竖置布置时,制冷剂分布均匀度随着压缩机转速增大而减小.而随着室外环境温度的降低,扁管竖置布置的优势减弱。     

小型空气源热泵热水机组实验研究

针对目前空气源热泵热水器存在的问题,建立了以制冷剂R134A为工质的实验台进行实验研究,在不同的环境温度、供水温度的不同、制冷剂的种类、制冷剂流量的大小、制冷剂的充注量的多少、换热器和压缩机及节流装置等因素影响下得出数据.通过分析空气源热泵的工作原理和实验装置,提出了提高空气源热泵热水器性能的优化措施,为设计高效热泵热...     

无回热混合制冷剂循环(MRC)液化天然气流程的系统模拟

针对混合制冷循环液化天然气流程的热力学研究进行流程的系统模拟。系统介绍了第一个多股换热器前高低压制冷剂之间不进行回热的典型混合制冷循环液化天然气流程的计算方法;指出了进行此类流程计算时应注意的事项:针对特定的参数进行了全流程的模拟,得到了流程各节点压力、温度、焓、熵、汽液两相流量、总流量、汽液两相摩尔分率;同时得到了流程中压缩机耗功、丙烷预冷量、制冷剂流量、各换热器的换热量等表示流程性能的参数