单级自动复叠混合工质制冷循环的实验研究

由于压缩机压比的局限,制约着单一制冷剂的压缩回热循环发展,本系统采用单一压缩机和混合工质的自复叠制冷循环系统取得了较好的制冷效果。文中对单级自动复叠制冷系统进行了理论模拟,并设计和搭建了实验台进行分析。通过理论和实验数据的分析得出混合工质组合R600a/R23,并初步得到最优配比。     

混合工质充注量/配比对自复叠制冷循环特性影响

混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度是自复叠制冷循环工作特性重要影响因素.本文提出新的定密度法研究变工况下自复叠制冷循环的工作特性.建立了组成系统部件热力学数学模型,分析了混合工质充注量、混合工质配比以及外界环境温度等参数对自行复叠制冷循环的工作特性影响,并得出有指导意义结论.     

自复叠制冷系统混合工质配比研究

分析了混合工质组分选择时必须考虑的几个选配原则。针对一种五级自动复叠制冷循环混合工质的配比,分析了相关制冷工质的性能及非共沸混合工质的特性。根据所要达到的温度,选择了R22、R23、R 4、R740和R728五种制冷工质作为系统循环工质,应用制冷工质性能商业计算软件Refprop,对混合工质的配比进行了模拟计算,得到了可以接受的一种混合工质配比。     

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。     

微型制冷系统性能试验研究

利用东元电机研制的微型压缩机和自发研制的螺旋管式蒸发器搭建了微型制冷系统性能测试试验台,进行了不同工况下微型制冷系统的性能测试.同时分析了环境温度,冷冻水温度、冷冻水质量流量对制冷系统性能的影响规律,得出了系统运行的最佳制冷剂充注量和最佳运行工况.     

HFC32+HFC227ea/DMF吸收式制冷循环热力性能分析

综合考虑工质热力学性质及环境友好性等多方面因素,提出将非共沸混和制冷剂HFC32+HFC227ea替代HCFC22用于吸收式制冷系统。用UNIEAC模型确定组分活度系数,在质量守恒、能量守恒及相平衡原理基础上,对HFC32+HFC227ea/DMF新型吸收式制冷循环性能随工况的变化进行了理论分析,并与HCFC22/DMF循环进行比对。结果表明,当HFC32和HFC227ea以适当比例混合用于吸收式制冷循环时,完全能达到HCFC22所能达到的性能。     

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。     

充注量对R290热泵热水器性能影响的实验研究

R290作为环保制冷剂已引起较大关注,为研究环保替代工质R290的充注量对热泵热水器系统性能的影响,在原R22空气源热泵热水器系统中进行了不同R290充注量的直接灌注实验。依据实验数据,分析了R290替代R22的可行性,研究了充注量的变化对加热时间、系统COP、系统耗电量、过热度、冷凝压力和蒸发压力的影响,并分析了产生影响的原因。结果表明:R290具备替代R22的可行性;充注量过多对系统性能及稳定性影响较大。     

新型共沸混合工质HC170／FC116沸腾传热实验研究

实验测量了新型共沸混合工质HC170/FC116的池核沸腾传热特性.实验测量的加热面为紫铜表面,热流密度范围为50 kW/m2～300 kW/m2.同时实验结果与复叠温区常用制冷剂R503和R508B的传热性能进行了比较,发现新型共沸混合工质HC170/FC116的传热性能高于R508B.最后对实验数据回归得到了共沸混合工质传热系数计算关联式,此关联式的计算值与实验数据的偏差在士10%以内.     

板式蒸发器非共沸工质换热与压降研究

目前,针对单工质或近共沸工质的板式蒸发器研究已有开展,但对于非共沸工质的尚未见报道;本文结合实验 数据,欲将已有实验关联式推广到非共沸混合工质,经过比较发现,Hsieh的应用近共沸工质R410a的换热系数关联式 能很好的适应大温度滑移的混合工质,另外本文对摩擦压降关联式的系数经过适当的修正后也能应用于该工质。     

自复叠制冷循环中混合工质泄漏性能的研究

尽管自复叠制冷循环越来越广泛的用于深冷及普冷领域,对于循环中工质泄漏特性的研究却较少。以非共沸混合工质两相区的等温泄漏为基础,分析了在自复叠循环装置中各部件的泄漏对工质组成的影响,其中发生在冷凝器出口处、气液分离器和蒸发器出口处的泄漏对工质组成影响较大。以采用非共沸混合工质R600 a/CO2的自复叠低温冷冻箱为例,研究了不同泄漏点不同泄漏率的泄漏特性。结果说明当工质泄漏时混合工质组成和循环性能发生变化,在蒸发器出口处的泄漏对循环性能影响最大;当泄漏引起循环工质组成发生较大变化时,压缩机变容量和变压力比调节能力明显降低,此时系统不能满足设计工况的要求,工作性能变差。     

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。     

冷凝式油气回收系统设计研究

设计了一种冷凝式油气回收系统,其制冷系统由单级压缩预冷单元与单级压缩2级自动复叠单元复叠而成。应用物性软件REFPROP对混合制冷剂的性质进行分析,应用大型通用流程模拟软件对油气负荷及制冷流程进行了模拟计算,研究了非共沸混合制冷剂配比变化对自动复叠单元压缩机性能的影响;通过对系统的模拟运行,研究了该冷凝式油气回收系统的工作性能,分析了冷凝温度对油气回收率和尾气油气含量的影响;在系统分析和模拟研究的基础上,为冷凝式油气回收系统关键设计参数选择提供了理论依据。     

边界条件对非共沸混合工质有机朗肯循环的影响

有机朗肯循环是利用低温热源的有效措施之一,将非共沸混合工质应用于有机朗肯循环尚存在争论。从热力学角度研究了非共沸混合工质的选择与边界条件之间的关系,以典型的对称型混合工质R601a/R600和非对称型混合工质R245fa/R600a为例,以带内置热交换器的有机朗肯循环为研究对象,以系统净功最大化为目标,分析了冷凝泡点温度和冷却水温升固定时混合工质的最佳浓度及系统性能。研究结果表明不同边界条件的应用对非共沸混合工质的选择具有重大影响。当固定的冷凝泡点温度被采用时,非共沸混合工质的温度滑移现象会降低系统净功,当冷却水温升固定时,温度滑移的适当提高有利于系统净功的增加,但过高的温度滑移会降低系统净功。冷凝泡点温度等于冷却水初温和冷凝器节点温差之和时所对应的净功曲线对系统设计具备指导意义。     

非共沸工质R134a /R245fa的管内冷凝换热特性研究

为研究非共沸工质的冷凝换热特性,本文基于Nusselt理论,建立了竖直圆管内非共沸混合蒸汽的冷凝模型,研究了不同质量比例的R134a/R245fa在不同条件下的冷凝换热特性,结果表明:混合蒸汽质量比例不同,两种组分的露点温度不同,混合物的冷凝特性不同,低沸点组分的气-液相份额差是表征传质阻力的关键因素;混合蒸汽质量比例、质量流速、壁面温度、压力是影响非共沸混合工质冷凝换热的重要因素。     

自复叠制冷系统工质成分分析

分析了多级自动复叠制冷系统中非共沸混合工质的运行特点。针对系统运行过程中由于相分离、积液和工质积存等原因引起的混合工质组分发生变化的问题,在气相色谱仪的辅助下,对多级自动复叠制冷系统中混合工质实际运行成分进行取样、检测以及分析。通过对运行工质不同位置点的采样分析,发现自动复叠制冷系统实际运行时各个位置的组分含量与理论分析的差别较大。     

一种基团贡献法的非共沸工质气液相平衡模型

本文引入一种基于基团贡献的逸度系数模型来解决常规模型对非共沸混合制冷剂气液相平衡预测精度不足的问题,该模型只使用较少的共性基团参数就能推算大量多元混合物的物性.使用PR状态方程结合vdW混合规则来描述气相逸度、UNI-FAC模型来描述液相逸度.通过对R32+R236fa非共沸混合工质对的气液相平衡饱和蒸汽压力进行计算,并将结果与实验数据、REFPROP 8.0商业软件计算值对比分析.结果 表明:本文模型比REFPROPS.0软件更适应于混合工质;此外,该模型只考虑基团间相互作用,简化了热物性计算.基于提出的模型,绘制了R32+R236fa非共沸混合工质在278.15～363.15 K的相图.     

一种冷热联供一体机的实验研究

搭建了基于自行复叠循环的冷热联供实验平台。采用二元混合制冷剂R744/R600a作为运行工质,在加注一定的比例并对不断对成分比例和充注量进行调整后,实验系统最终在冷凝侧产生55.1℃生活热水的同时,蒸发侧箱体内获得了平均温度为-30.5℃的实验结果。装置通过多次开机以及长时间的实验研究。结果表明:压缩机压比不大于6,排气温度不高于81℃,系统运行安全稳定。     

一种热泵循环工质与R22的可用能对比分析

目前在制冷、热泵系统中广泛使用的循环工质R22由于具有较大的GWP值和ODP值,所以终将被淘汰。针对工质R22的替代研究,本文提出了一种新型的非共沸混合工质R290／R600a／R123(50％／10％／40％),并在小型试验台上做了热泵工况的试验分析。将该工质在各工况下的试验结论与相应工况下R22的试验结论进行对比分析后发现该工质的可用能分析优于R22的研究结论。     

零ODP的中高温热泵工质HTR04实验研究

本文综合考虑了环保和中高温水源热泵对制冷剂的特殊要求,通过研究工质的热物理性质、材料相容性、油溶性,研发了一种臭氧层破坏潜能(ODP)为零的非共沸中高温热泵混合工质HTR04,并在中高温水源热泵试验台机组上进行了新工质的热工性能试验.实验结果表明该工质能够稳定产生80℃的热水,且有较高的性能系数,可与R134a压缩机兼容.该工质的实际工程应用前景良好.