R404A与CO2复叠式制冷系统的理论分析

本文针对所建立的新型R404A／CO2复叠式制冷设备进行了理论研究,该系统可提供零下40℃以下的低温环境。根据R404A和CO2的物性特征及复叠式循环流程,通过数值模拟寻找一定工况下CO2低温级的最佳冷凝温度及二者的最佳质量流量比,分析冷凝蒸发器的工作温度、CO2侧蒸发温度、R404侧的冷凝温度等对R404A／CO2复叠式系统COP的影响。结果表明,为了提高循环效率并保证循环的安全运行,应尽可能地升高低温段蒸发温度、降低高温段冷凝温度,缩小冷凝蒸发器的传热温差,环保工质R404A和CO2的复叠式制冷系统在低温制冷条件下有良好的发展前景。     

R507A/R134a复叠式空气源热泵热水系统性能分析

基于REFPROP软件分析蒸发温度、冷凝温度、中间冷凝温度对R507A/R134a复叠式空气源热泵热水系统COP的影响,得出系统运行时的最佳中间冷凝温度以及低温级和高温级制冷剂的最佳质量流量比。在中间冷凝温差为5℃,蒸发温度为-30℃,冷凝温度为80℃时,最佳中间冷凝温度为27.5℃,系统的COP为2.447,低温级和高温级制冷剂的最佳质量流量比为0.645 8。     

R417A热泵空调器运行特性分析

在焓差实验台和热泵性能测试系统中,对1台R417A热泵空调器在高/低温工况下的运行特性进行研究。通过改变蒸发器侧空气的温度、湿度等参数,测得压缩机吸/排气温度、蒸发温度、冷凝温度、制热性能系数,并用数码相机对室外侧翅片管蒸发器的结霜情况进行记录。实验数据和结果表明,在高/低温工况下,R417A热泵空调器的排气温度相对较低,制冷系统的冷凝温度、蒸发温度、制热系数和功耗在高温工况时变化不大,低温工况时,由于室外侧翅片管蒸发器结霜系统各性能变化较大,在结霜后期系统的性能有较大的衰减。     

R134a/R134a复叠式空气源热泵系统性能分析

介绍了能够替代我国北方燃煤锅炉的R134a/R134a复叠式空气源热泵系统,分析其热力循环过程,并进行了复叠式热泵循环的热力学理论分析。通过计算,得出不同蒸发温度、冷凝温度以及冷凝蒸发器传热温差下,系统COP随蒸发冷凝温度的变化情况,从而得出系统最优低温级冷凝温度和最佳质量流量比。根据理论计算分析得出的结论对复叠式空气源热泵系统进行设计优化。     

R134a／R123自然复叠式热泵系统浓度配比分析

冷热源温度和混合工质浓度配比都会影响自然复叠式热泵系统的热力性能,提出了迭代式定步长搜索法,对80~95"12冷凝温度和0~20℃蒸发温度区间内的R134a/R123自然复叠式热泵系统进行了浓度配比优化计算和分析,得出计算温度区间内任意冷热源温度组合条件下的系统最佳充注浓度.结果表明,在每一组冷热源温度条件下,存在一个最优的混合工质浓度配比对应于系统最大COP值.浓度配比优化可提高自然复叠式热泵循环的热力性能,在最优COP对应的浓度配比条件下,自然复叠式热泵系统的压比较低.     

适用于复叠式中高温热泵的混合制冷剂分析

根据制冷剂研发准则,兼顾制冷剂的循环性能、热物性、环保性及可燃性,提出了5对适用于复叠式中高温热泵且温度滑移很小的混合制冷剂。复叠式热泵系统低温级的制冷剂方案为R161/R1234yf或R161/R290,而高温级为R152a/RE170、R152a/R1243zf、或R245fa/R1234zeZ。与常规的R22+R134a方案进行对比分析,发现当制取80℃热水时,R161/R1234yf+R152a/RE170方案和R161/R290+R152a/RE170方案综合性能最优,在计算工况下,COP最高可达1.58,但需注意其易燃易爆性。高温级制热循环若使用R245fa/R1234zeZ,则可降低系统在易燃和高压方面的风险,冷凝温度可提高至120℃(压力约2.1 MPa),若能再配套更大容积的压缩机,则效果更佳。     

高温压缩机变转速的复叠式热泵系统性能实验研究

为研究变转速压缩机对复叠式热泵系统的影响,本文搭建了高温压缩机变转速的复叠式热泵实验台。通过实验研究了不同运行工况下系统排气温度、中间温度、制热量、功率及COP随高温压缩机转速的变化规律。结果表明:在冷凝温度为46℃,蒸发温度为-35℃～-10℃时,压缩机运行安全可靠;在冷凝温度为46℃,蒸发温度为-25℃,高温压缩机转速从1 200 r/min增至6 000 r/min,制热量提升了129. 7%,低温压缩机功率减少43.4%; COP随高温压缩机转速的增加呈先增大后减小的趋势,存在最大COP和对应的最佳高温压缩机转速。     

用于低温复叠式制冷的CO2螺杆式压缩机组的性能实验

CO2在冷冻冷藏系统中适宜作为低温级制冷剂与其他制冷剂组成复叠式制冷循环。建立采用螺杆式压缩机组的NH3/CO2复叠式制冷实验系统,对低温级的CO2螺杆式压缩机组进行性能测试,并对主要技术参数进行分析,给出机组制冷量、轴功率、容积效率和绝热效率等在不同工况下的变化关系。在相同工况下CO2制冷机组的制冷量约是同型号氨机组的7.5～10.5倍,且在蒸发温度越低时差值越大。对NH3/CO2复叠式制冷机组和NH3单机双级压缩制冷机组的性能系数进行比较,前者在蒸发温度低于-40℃时性能系数更高。     

复叠式空气源热泵翅片管换热器的结霜因子研究

空气源热泵在冬季结霜会对机组的运行产生较大影响。本文实验机组为一台复叠式空气源热泵,室外侧换热器采用带亲水膜的翅片,在焓差实验室中进行室外温度在-18℃~6℃区间、相对湿度在70%~90%区间内的实验,研究空气源热泵的翅片管换热器的结霜量。实验结果显示:结霜量随时间增加而增加,并且接近线性关系;室外温度在-3℃~3℃时的结霜量最高,随着室外温度的下降,结霜量下降;室外湿度对结霜量的影响较大,在70%的相对湿度下,结霜量远小于80%~90%的结霜量;本文根据结霜时间、换热面积和盘管表面温度与空气露点温度与结霜量之间的关系,提出了结霜因子的概念,并得到结霜因子的范围为1.69~2.67×10-3kg/(m2·℃·h),其平均值为2.22×10-3kg/(m2·℃·h)。     

R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290／C02复叠式制冷系统的性能实验，对低温循环用CO2作为制冷工质，高温循环分别用R22和R290为制冷工质的性能进行比较，结果表明，随着蒸发温度的升高，冷凝温度的降低，R290／CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比增大，COP增加。随着高温循环压缩机入口温度的升高，R290压缩机的功耗略高于R22压缩机的功耗，R290循环的COPh要高于R22循环的COPh。结果表明自然工质R290／CO2复叠式制冷系统具有很好的发展前景。     

蒸发冷却式热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统性能实验研究

为解决传统数据中心空调系统能耗高和冷却效率低等问题,本文提出了带有蒸发式冷凝器的制冷剂泵驱动热管与蒸气压缩复合数据中心空调系统,实验分析了不同室外温度与冷凝器风速下系统的运行性能.结果表明:在热管模式下,当室外温度低于0℃时,降低冷凝器风速能够提升系统COP;当室外温度高于0℃时,增大室外机风速能够提高系统节能性.降低...     

R404A在螺杆式制冷机组中替代R22的性能研究

对比分析制冷剂R22和R404A应用于螺杆式压缩机的制冷量、功耗、EER和排气温度及其所需内容积比值的差异。结果表明,当冷凝温度为38℃,蒸发温度在-50~10℃范围内变化时,与R22相比,R404A的制冷量降低0%~17.6%,EER降低11.8%~23.1%,功耗增加7.0%~14.7%,系统压比和所需的内容积比值相差在10%以内,R404A与R22在同一螺杆式压缩机上可以相互替换使用,不需要改变螺杆式压缩机的内容积比值。机组冷冻水出口温度在-18~10.5℃范围内变化时,机组性能参数(制冷量、功率、EER)变化曲线基本与随蒸发温度变化的性能参数曲线类似。R404A在系统含水量、清洁度、密封性、使用的冷冻油等方面与R22有所不同,在生产和应用中需要加以注意。     

微通道换热器结霜特性研究现状与展望

微通道换热器在低温工况下用作蒸发器时存在结霜速度较快的问题,制约了其在制冷系统的应用。针对微通道换热器的结霜现象,本文归纳了影响微通道换热器结霜特性的因素、改善微通道换热器结霜特性的方案和微通道换热器结霜的相关仿真研究,介绍了微通道换热器结霜特性的研究现状和方向,发现目前影响微通道换热器结霜特性的因素主要分为:外部因素(环 境参数、表面温度、凝水),结构因素(换热器布置方向、翅片结构、翅片密度、涂层、结垢)和内部因素(制冷剂分布)。改善微通道换热器结霜特性的研究集中在调整翅片的结构以实现更好的排水性能和更均匀的霜层分布,未来研究的重点在于开发抑霜性能 更好的微通道换热器和建立更高精度的仿真模型。     

混合工质Linde-Hampson制冷系统的实验研究

搭建了混合工质Linde-Hampson制冷系统,将4种工质R245fa/R600a/R508b/R14按照不同比例混合后进行实验研究。通过优化制冷剂组分得到不同配比下的最低运行温度,分析了最优配比下环境温度对系统运行性能的影响。结果表明:将4种工质按照不同配比进行混合,系统的最低运行温度范围在-45℃~-85℃之间。在环境温度35℃时,混合工质按比例R245fa:R600a:R508b:R14=0.45:0.3:0.18:0.07充注时,系统运行温度可达到-85℃,在此条件下,将环境温度从35℃降低到5℃,系统运行温度则从-85.5℃降低到-89.3℃。     

R32空气源热泵热水器的实验研究

为了解 R32 和 R410A 制冷剂应用于空气源热泵热水器时的性能优劣,采用同轴套管换热器与空调室外机组相匹配,使用电子膨胀阀作为节流装置,在国标GB/T 23137-2008 规定下实验测试 R32 和R410A 在同一套空气源一次加热式热泵热水器样机上的性能.实验结果表明,R32 的充注量仅为 R410A 充注量的74%左右;在各种实验条件下,R32 空气源热泵热水器的能效比不低于 R410A 系统;在3℃低温环境下,R32 样机的性能系数提高31.1%,但排气温度达到101.9℃.不利于 R32 制冷剂在低温条件下的应用;因容积制热量较大,在相同设计能力下 R32 压缩机的排气量可以比 R410A 系统降低4.5%.     

The effect of refrigerant combinations on performance of a vapor compression refrigeration system with dedicated mechanical sub-cooling

Performance characteristics due to use of different refrigerant combinations in vapor compression cycles with dedicated mechanical sub-cooling are investigated. For scratch designs, R134a used in both cycles produced the best results in terms of COP, COP gain and relative compressor sizing. In retrofit cases, considering the high sensitivity of COP to the relative size of heat exchangers in the sub-cooler cycle and the low gain in COP obtained due to installation of a dedicated sub-cooling cycle when R717 is the main cycle refrigerant, it seems that dedicated mechanical sub-cooling may be more suited to cycles using R134a as the main cycle refrigerant rather than R717. With R134a as the main cycle refrigerant, no major difference was noted, by changing the sub-cooler cycle refrigerant, in the degradation of the performance parameters such as COP and cooling capacity, due to equal fouling of the heat exchangers.     

Comparative experimental study of low GWP alternative for R134a in a walk-in cold room

The environmental problems induced by the ongoing increase in the global worming potential (GWP) pose a significant interest among researchers. It was found that, the currently used refrigerants are with high GWP (National Refrigerants Inc., 2004), so that it becomes necessary to search for alternatives to these refrigerants that can properly operate on the same systems but with low GWP. Therefore a walk-in cold room working with vapor compression cycle is constructed and tested in this paper. The performance of R134a refrigerant with high GWP is compared to another low GWP refrigerant R1234ze in a trail to provide a solution of the problem of high GWP of refrigerants currently used in cold rooms. The results obtained in this study have shown that, the cooling capacity of R1234ze was lower than that of R134a by 2% to 13%. The lowest evaporating temperature that could be reached for R1234ze is −13 °C while the lowest temperature of R134a is −30 °C. Regarding the power consumption, R1234ze has lower power consumption than R134a by about 9% to 15% therefore it can be concluded that R 1234ze can be recommended to be used at high and medium evaporating temperature after carrying out the suitable modifications on the refrigeration cycle.     

基于R600/R290混合制冷剂的立式冷冻箱的降温能力试验研究

为优化以混合制冷剂为工质的立式冷冻箱制冷系统降温能力,对使用R600/R290混合制冷剂的立式冷冻箱在32℃环境温度下进行降温能力试验,研究混合制冷剂充注量、制冷剂各组分配比、毛细管流量及风机转速对其性能的影响.结果 表明:混合制冷剂充注量过大会削弱制冷系统降温能力,并使压缩机功率增加;增大毛细管流量、风机转速及混合制...     

多联式空调换热器自动清洁功能研究

为研究空调的除尘和杀菌能力,使空调提供品质优良的空气,本文设计了基于变制冷剂流量型多联式空调系统换热器的自动清洁功能。首先通过换热器产生凝结水实现室内机除尘清洗,然后通过换热器产生高温实现室内机杀菌。通过选用空调中常见的翅片管式换热器,以室内机的凝结水量和盘管表面温度为指标,实验分析了室内风机转速、压缩机频率、室外温度、运行时长等对换热器除尘和杀菌能力的影响。结果表明:在除尘阶段,随着室内风机转速的增加,凝结水量先增加后降低,在相同的条件下运行20 min,室内风机转速为350 r/min时凝结水量达到最优值186 g,可以达到最优的清洁效果,增加运行时长、提高压缩机运行频率可提高凝结水量;在杀菌阶段,降低室内风机转速可提高换热器的盘管温度,转速为200 r/min时盘管温度达58.6℃,提高室外温度有利于提升杀菌阶段的盘管温度,但会降低除尘阶段的凝结水量。