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。     

迎面风速和喷淋密度对蒸发式冷凝机组的影响

迎面风速和喷淋密度会影响蒸发式冷凝器的传热传质效率。本文搭建了R404A制冷系统实验台,测试了不同的迎面风速和喷淋密度下系统的冷凝压力、制冷量和能效比,并对数据进行了分析。结果表明:对于蒸发式冷凝器制冷机组,喷淋密度的控制较迎面风速更为重要;机组存在最佳迎面风速(3.1～3.3 m·s-1),在迎面风速增加到最佳值之前,风速每增加1 m·s~(-1),EER增加0.3～0.37,当迎面风速超过最佳值后,管外水膜将遭到破坏,蒸发式冷凝器的换热性能趋于稳定,因此冷凝压力和制冷量趋于稳定;最佳喷淋密度为0.057 kg·m~(-1)·s~(-1),在喷淋密度增加到最佳值之前,喷淋密度每增加0.01 kg·m~(-1).s~(-1),EER增加0.27～0.31,当喷淋密度超过最佳值后,管外水膜变厚,水膜热阻增加,蒸发式冷凝器的换热性能减弱,因此冷凝压力升高明显,制冷量下降明显。     

R404A制冷系统结霜工况与无霜工况下对比实验研究

对R404A制冷系统在结霜工况和无霜工况下进行了性能实验研究,得出了实验工况下运行时机组的吸气压力、排气压力、吸气温度、排气温度、蒸发管温度、冷凝管温度、制冷量、压缩机功率、结霜厚度,并对它们进行分析比较,同时给出了相应的图表。     

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。     

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。     

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。     

冷库翅片管蒸发器性能测试实验研究

利用低温风洞实验室研究了过冷度、过热度、蒸发温度、迎面风速对冷库蒸发器性能的影响。结果表明:当环境温度为0℃和-18℃时,过冷度从1℃增加到6℃,制冷量近乎呈线性增长,平均每过冷1℃制冷量分别增加了2.63%、2.72%;过热度从0℃增加到5℃,制冷量随过热度的增大而逐渐减小,平均每过热1℃制冷量分别减小了0.99%、0.38%;迎面风速从3.8 m/s增加到5.8 m/s,制冷量随迎面风速的增大而逐渐增大,平均每增加0.5 m/s的风速制冷量分别增大了1.01%、0.57%。蒸发温度从-29℃增加到-25℃,制冷量近乎呈线性增长,平均每增加1℃蒸发温度制冷量增加了4.6%。     

室外环境温度对房间空调器性能影响的试验研究

利用焓差实验室,改变室外环境温度,对空调器性能参数进行测量,并与标准工况下测定值对比,分析了制冷量、能效比、冷凝温度与蒸发温度等数据。实验数据表明,当空调器在制热工况下,将室外温度从额定工况7℃升高至15℃,蒸发温度升高,最高可达到7.1℃,制热量最大可增加20.8%,性能系数最大可提高13.2%;将室外温度从额定工况7℃降低至-1℃,蒸发温度降低,最低可达到-6.2℃,制热量最大减少25.2%,性能系数最大降低17.6%。当空调器在制冷工况下,将室外温度从额定工况35℃升高至43℃,冷凝温度升高,最高可达到61℃,输入功率增加16%,能效比最高降低11%;将室外温度从额定工况35℃降低至27℃,冷凝温度降低,最低可达到47.4℃,输入功率减小15%,能效比最大提高8.7%。     

制冷压缩机变工况性能仿真与试验研究

对小型制冷系统用全封闭活塞式压缩机建立稳态性能仿真模型,仿真值与试验值的误差范围在4%之内,在工程应用允许的误差范围之内,表明模型准确,可以满足系统仿真计算的需要。通过试验表明:在冷凝温度一定的情况下,压缩机的制冷剂流量、制冷量、功率、排气温度均随蒸发温度的升高呈线性增大;在蒸发温度一定的情况下,压缩机的制冷量随冷凝温度的升高呈线性减少,而压缩机的功率随冷凝温度的升高而增大,蒸发温度对压缩机性能的影响要远大于冷凝温度的影响。     

分相式热虹吸油冷却系统性能分析

对于螺杆式压缩制冷机组,润滑油的冷却是机组稳定、可靠运行的保证,而在几种冷却方式中,分相式热虹吸油冷却系统最适用于螺杆式压缩制冷机组。建立了分相式热虹吸油冷却系统的数学模型,研究了螺杆式压缩制冷机组的冷凝温度、液位高度差和连接管管径对系统换热性能的影响。结果表明:油冷却系统的换热量先随着液位高度差的增大而增大,然后保持稳定;连接管管径从32 mm变化至42 mm,油冷却系统的换热量提高12.2%～19.7%;冷凝温度升高会导致油冷却器内制冷剂的蒸发温度升高,削弱制冷剂和润滑油之间的换热能力,导致换热量降低。     

新型双蒸发两级压缩/喷射制冷系统性能分析

为提高两级压缩制冷系统性能,提出了一种新型双蒸发两级压缩/喷射制冷系统,建立了系统热力学计算模型,对不同工况下的系统性能进行了研究.结果 表明:当低温蒸发器和高温蒸发器的蒸发温度升高时,新系统性能系数和单位容积制冷量都增大;当冷凝温度升高时,性能系数、制冷量和相对于传统系统的性能系数提升率都减小;当蒸发和冷凝温度固定时...     

一种新型近共沸混合工质的循环性能实验研究

文中开展了对一种新型近共沸混合物的整机性能实验研究,该混合物具有零ODP值和低GWP值,可作为传统工质R502甚至是R404A的长期替代物。根据国标GB/T 5773-2004搭建了第二制冷剂量热器的整机性能测试实验台。试验在蒸发温度为-40℃的商用制冷温区进行,系统研究了在不同蒸发温度、冷凝温度、过冷度、过热度等工况下的性能。实验结果与R404A进行了比较,包括压比、压缩机功耗、制冷量、COP、吸气温度。实验结果表明,该新工质COP比R404A高9.2%至14.2%。     

冬季工况条件对空调冷柜双联机性能的影响

利用中间冷却器将空调与冷柜系统连接构成空调冷柜双联机,其工作原理是利用空调冷凝器出口一部分制冷剂节流来过冷冷柜的冷凝液体。实验研究了冬季工况条件对空调冷柜双联机系统性能的影响。实验结果表明:在固定室内干、湿球温度19℃/11.5℃及冷柜温度条件下,联合运行时,冷柜排气压力及排气温度得到明显下降;随着室外温度的增加空调单位制热量与冷柜单位制冷量耗电量之和逐渐减小,相比于各自单独运行最大节省电量15.4%;在室外温度14℃条件下当制热量与制冷量之比9:1时,单独运行与联合运行耗电量相等。     

压缩机频率对双级压缩制冷系统的影响

为研究压缩机频率对双级压缩制冷系统性能的影响,通过实验,改变高温级压缩机频率来调节系统中间压力,分析一次节流中间不完全冷却双级压缩制冷系统性能的变化。研究表明,在冷凝温度30℃、蒸发温度-30～-40℃的工况下,固定低压级压缩机频率,当高压级压缩机频率一定时,系统COP随着蒸发温度的升高而升高;当蒸发温度一定时,高压级压缩机频率从45 Hz升高到75 Hz,系统中间压力小幅上升,压缩机功耗增加,制冷量增加,系统COP呈现先增大、后减小的变化趋势,故存在一个最优运行频率使系统运行达到最佳状态。     

办公楼地源热泵空调系统夏季运行特性

以泰安市某办公楼地源热泵系统为研究对象,通过对夏季运行工况的实时监测,得到地源侧出水温度、负荷侧回水温度、机组COP和机组制冷量随室外气温的变化特性。研究结果表明,地源侧出水温度波峰较室外气温波峰滞后22h;机组COP和机组制冷量不仅与室外气温有关,还与空调末端供冷需求有关,在供冷需求相同的情况下,室外气温每升高1℃,机组COP、制冷量升高2.5%;在室外温度相同的情况下,地源侧出水温度每升高1℃,机组COP降低5%。该研究结论为地源热泵空调系统的设计、节能运行提供了必要的参考。     

新型双蒸发制冷系统制冷剂的研究

研究了喷射器内部流体流动过程,应用质量守恒、动量守恒、能量守恒对两相喷射器建立了热力学模型,分析了不同制冷剂对新型双蒸发制冷系统性能的影响。计算结果表明:新型双蒸发系统中,当蒸发和冷凝温度相同时,R152a的性能系数高于其他4种制冷剂,R143a的喷射系数、喷射器的压缩效率、制冷量和性能系数提高率均高于其他4种制冷剂;当蒸发温度不变时,性能系数提高率随着冷凝温度的升高而降低,冷凝温度为30℃时,制冷剂为R143a,性能系数提高率达20%。     

热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计

冷库制冷机组配置存在的最大问题是设计冷量与热负荷不相匹配,制冷机组长期处于小于设计负荷运行状态下,造成冷库能耗增加。针对这一问题,提出热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计方案,以含有8个同温冷间的装配式冷库为例,设计制冷系统和控制系统。冷库各冷间采用分时进货方式,进货时间间隔取3小时,总共配置两套压缩冷凝机组,对于不进货、无操作人员工作的冷间使用一套压缩冷凝机组维持冷间温度,压缩冷凝机组按冷库总降温概率进行配置;对于正在进货、有操作人员工作的的冷间,使用另一套压缩冷凝机组快速降温,压缩冷凝机组按一个冷间所有的热负荷进行配置。结果表明:两套压缩冷凝机组配置的总制冷量比最大负荷法配置的制冷量减少1/4左右,同时缩短货物热量和开门热量冷却时间,提高了冷藏食品品质。     

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。     

热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计北大核心

冷库制冷机组配置存在的最大问题是设计冷量与热负荷不相匹配,制冷机组长期处于小于设计负荷运行状态下,造成冷库能耗增加。针对这一问题,提出热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计方案,以含有8个同温冷间的装配式冷库为例,设计制冷系统和控制系统。冷库各冷间采用分时进货方式,进货时间间隔取3小时,总共配置两套压缩冷凝机组,对于不进货、无操作人员工作的冷间使用一套压缩冷凝机组维持冷间温度,压缩冷凝机组按冷库总降温概率进行配置;对于正在进货、有操作人员工作的的冷间,使用另一套压缩冷凝机组快速降温,压缩冷凝机组按一个冷间所有的热负荷进行配置。结果表明:两套压缩冷凝机组配置的总制冷量比最大负荷法配置的制冷量减少1/4左右,同时缩短货物热量和开门热量冷却时间,提高了冷藏食品品质。     

蒸汽喷射-压缩循环制冷系统的数值研究

将喷射器作为压缩机辅助升压装置引入单级蒸气压缩制冷系统,通过建立喷射器一维数学模型和蒸汽喷射-压缩循环制冷系统模型,研究了喷射器工作压力和引射压力、蒸发温度和冷凝温度对蒸汽喷射-压缩混合制冷循环系统性能的影响。结果表明:冷凝温度从25℃增加到43℃,蒸发温度Te=-20、-25和-30℃时,系统COP分别减小了32. 5%、42. 9%和56. 8%。当冷凝温度Tc=31、34℃时,蒸发温度从-35℃升高到-5℃,系统COP分别增加了32. 5%和28. 6%。