R23跨临界循环最优高压侧压力分析

跨临界热泵循环在大温差加热时具有显著优势。为了寻求更高效的跨临界热泵循环,对R23跨临界热泵循环进行了理论分析,计算了压缩机排气压力对系统性能的影响。计算结果表明,R23热泵系统存在最优高压侧压力,最优高压侧压力与制冷剂气冷器出口温度、蒸发温度、过热度都有关系,其中以制冷剂气冷器出口温度对最优高压侧压力影响最大。以制冷剂气冷器出口温度为自变量,利用多项式函数对最优高压侧压力进行了拟合,拟合的最大相对误差为-3.14%,平均相对偏差为1.22%。结果可以为R23跨临界热泵系统的设计和控制提供理论参考。     

跨临界CO2热泵空调系统仿真优化研究

为了研究跨临界CO₂热泵空调系统在不同工况下的制热性能,应用MATLAB软件,对带回热器的跨临界CO₂系统进行仿真研究。针对系统内排气压力P_cond、蒸发温度T_evp、气冷器排气温度T_out、过热度ΔT等因素,探究其对系统制热COP的影响。研究结果表明：T_evp、ΔT每升高1℃,系统COP分别上升5%～7%、0.1%～1.3%;T_out每增加1℃,系统COP降低0.17～0.04。通过仿真研究得出,跨临界CO₂系统的最优排气压力P_cond＿opt,并拟合得到其计算关联式。     

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。     

跨临界CO_2热泵性能试验及优化分析

为进一步研究跨临界CO_2热泵的系统性能,针对所设计CO_2热泵系统进行实验。实验结果表明:在风机频率一定时,系统热负荷、压缩机轴功率、系统出风温度均随压缩机频率的增大而增大。蒸发温度从-2℃升至4℃,COP增幅为26%,CO_2在气冷器出口温度降低10℃左右时,系统COP增幅大于30%。实验工况下跨临界CO_2热泵系统出风温度变化范围在50℃-100℃,在获得大于75℃出风温度时,热力学第二定律效率超过30%,CO_2气冷器出口温度、高压侧压力、蒸发温度的升高都会提高系统热力学第二定律效率。     

带回热器的跨临界CO2两相流引射制冷系统性能实验研究

对带和不带回热器(IHX)的跨临界二氧化碳两相引射制冷系统进行了实验研究,主要分析了回热器、实验工况、引射器尺寸参数对系统性能的影响。结果表明:对于固定的气冷器出口温度、不同的气冷器压力工况,回热器的使用可使系统制冷量提高0.85%-8.60%,COP提高0.88%-11.7%;对于固定的气冷器压力,在不同的气冷器出口温度条件下,其制冷量可提高1.14%-2.92%,COP可提高0.99%-2.75%;在气冷器压力较低及出口温度较高的工况条件下,回热器对系统性能影响较大,系统COP及制冷量的最大改善均发生在上述工况条件下;喷嘴直径与引射器混合室长度之间存在一个最优匹配,两者的最优匹配能使系统COP大大提高。     

回热循环对航天器热泵系统性能影响研究

为研究R12回热循环对航天器单级蒸汽压缩式热泵系统性能的影响,搭建了热泵性能测定实验装置,从排气温度、耗功量、制冷量及制冷系数等方面分析了回热循环对热泵系统性能的影响。结果表明:在有、无回热循环两种工况下,实验测得的排气温度、耗功量、制冷量、制冷系数均随量热器温度的升高而增大;同一量热器温度下,回热循环在提高系统制冷量的同时会增加压缩机耗功,引起排气温度升高,但制冷量的增长幅度大于压缩机耗功的增长幅度。当量热器内温度为16℃、20℃、24℃、28℃时,回热循环带来的制冷系数增长率分别为50%、39.6%、32.7%、27.6%。因此R12回热循环对提高系统制冷系数是有效的。在此基础上,基于Aspen Plus软件建立了实验流程模型,采用NRTL-RK物性方法对有、无回热热泵循环进行模拟计算。模拟结果与实验结果两者间误差较小,说明软件模拟实际热泵流程的可靠性较高,今后可进一步利用Aspen Plus软件作热泵系统性能的深入研究。     

供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响

为探究热泵供水温度对CO2空气源热泵系统性能的影响,保持室外环境温度15.5℃不变,调节热泵供水温度,测试冷却水流量、气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力、压缩机耗功量、系统制热量、气冷器热交换完善度、系统COP的变化情况。结果表明:供水温度由45℃升至85℃,气冷器出水温度、压缩机排气温度、气冷器CO2进出口温差、压缩机排气压力随之增加,冷却水流量随之减小。系统制热量增加了7.3%、气冷器热交换完善度下降了20.0%、系统COP下降了35%、压缩机功耗增加了65.1%。     

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。     

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。     

CO2循环回热器作用分析

对CO2循环中回热器的作用进行了热力学分析计算。计算结果表明,对于CO2热泵系统,回热循环制热系数和容积制热量的改善小于6%;对于CO2制冷系统,当冷凝温度低于40℃时,回热循环制冷系数和容积制冷量的改善小于10%,当冷凝温度介于40℃和70℃时,回热循环制冷系数和容积制冷量的改善10—20%。     

采用CO_2天然混合制冷剂的制冷系统热力学分析

受工况条件的限制,CO2制冷系统在实际应用中往往需要采用跨临界循环,高压侧压力高达10MPa及以上。高的运行压力对系统各部件、设备的安全运行均提出更高要求,从而造成初投资增大。采用CO2混合工质,可以有效地改善纯的CO2系统存在的不足。针对三组CO2天然混合工质——R744/R290、R744/R600、R744/R600 a,在特定的工况条件下,对制冷系统进行了热力学理论分析和计算。探讨了混合工质中CO2不同质量配比、不同蒸发器出口制冷剂温度对系统制冷量、COP和冷凝压力的影响。结果表明:在相同工况下,R744/R290的冷凝压力比R744R/600高12~23%,比R744/R600 a高19~24%;R744/R290的COP值比R744/R600高33~41%,比R744/R600 a高25~32%。     

管肋式辐射器排热特性的数值分析与优化设计

为得到按单面辐射方式布置的管肋式空间辐射器的排热特性，建立了相应的数学模型．采用数值模拟方法分析了管内流体温度、肋片几何尺寸和等效热沉温度对辐射器排热特性的影响，得到了不同参数值下辐射器单位面积排热量以及特定参数范围内的辐射器肋片最佳宽度和肋片效率．数值模拟结果对辐射器的工程结构设计以及空间站热管理方案的优化分析具有一定的参考价值．     

Flow condensing heat transfer of R410A,R22, and R32 inside a micro-fin tube

An experimental study of condensation heat transfer characteristics of flow inside horizontal micro-fin tubes is carried out using R410A, R22, and R32 as the test fluids. This study especially focuses on the influence of heat transfer area upon the condensation heat transfer coefficients. The test sections were made of double tubes using the counter-flow type; the refrigerants condensation inside the test tube enabled heat to exchange with cooling water that flows from the annular side. The saturation temperature and pressure of the refrigerants were measured at the inlet and outlet of the test sections to defined state of refrigerants, and the surface temperatures of the tube were measured. A differential pressure transducer directly measured the pressure drops in the test section. The heat transfer coefficients and pressure drops were calculated using the experimental data. The condensation heat transfer coefficient was measured at the saturation temperature of 48°C with mass fluxes of 50–380 kg/(m²s) and heat fluxes of 3–12 kW/m². The values of experimental heat transfer coefficient results are compared with the predicted values from the existing correlations in the literature, and a new condensation heat transfer coefficient correlation is proposed.     

一种内螺纹强化管的冷凝实验研究

实验研究了环保替代制冷工质R410A、R22在水平强化管内冷凝换热特性,探索了热流密度、水流速度对换热特性、压降的影响。实验测试管为内螺纹强化管,长度为5.2 m,外径为9.52 mm。实验结果表明:制冷剂R410A、R22的传热系数和压降随热流密度的增大而增大,同时内螺纹管的换热系数还随管外冷却水流量的增加而升高,压降随冷凝温度的升高而降低,而R410A比R22有更好的换热效率和较小的压降。     

小型节能风冷绝热吸收制冷循环研究

电压缩空调器广泛使用所带来电力供应问题及其所用工质对环境潜在影响已成为推动燃气风冷空调器发展的强大动力。为解决传统风冷管内降膜吸收燃气空调所存在的高温、高压、高浓度、结晶、腐蚀、效率偏低等问题,提出一种回收冷剂水余热、将吸收传质过程与溶液冷却传热过程分阶段进行的风冷绝热吸收制冷循环,分析室外温度、蒸发温度和高发流量比等对循环特性影响。研究结果表明,该循环是切实可行的,既节能,又能保证环境温度较高时系统稳定运行和较高能效比。     

Heat Transfer Characteristics for Condensation of R134a in a Vertical Smooth Tube

In this study, condensation of pure refrigerant R134a vapor inside a smooth vertical tube was experimentally investigated. The test section was made of a copper tube with inside diameter of 7.52 mm and length of 1 m. Experimental tests were conducted for mass fluxes in the range of 20–175 kg/m²s with saturation pressure ranging between 5.8 and 7 bar. The effects of mass flux, saturation pressure, and temperature difference between the refrigerant and tube inner wall (ΔT) on the heat transfer performance were analyzed through experimental data. Obtained results showed that average condensation heat transfer coefficient decreases with increasing saturation pressure or temperature difference (ΔT). In addition, for the same temperature difference (ΔT), heat can be removed from the refrigerant at a higher rate at relatively low pressure values. Under the same operating conditions, it was shown that average condensation heat transfer coefficient increases as mass flux increases. Finally, the most widely used heat transfer coefficient correlations for condensation inside smooth tubes were analyzed through the experimental data. The best fit was obtained with Akers et al.'s (1959) correlation with an absolute mean deviation of 22.6%.     

R410A在水平内螺纹管中沸腾换热实验研究

对于非共沸混合制冷剂R410A在外径9.52mm、5mm的两种不同的几何参数的内螺纹的流动沸腾换热进行了实验研究,分析讨论了制冷剂质量流速、管外水流量变化、强化管的参数、强化管的压降对换热系数影响以及其机理。试验的结果表明:换热系数随着流量的增大而增大,管径的大小对换热系数的影响较大,在相同的流量下,9.52mm的换热系数比5mm的大到110%~230%,5mm管的压降比9.52mm的大200%~300%。