基于R124/DMAC为工质的压缩吸收式制冷系统的性能分析

吸收式制冷能够利用工业余热进行制冷,但存在不能高效利用100℃以下废热的问题。本文以压缩吸收式制冷系统为研究对象,采用新型制冷工质对R124/DMAC,对不同发生压力、发生温度和冷凝温度下系统性能的变化规律进行研究,并与传统氨/水制冷系统的性能进行比较。结果表明影响系统制冷系数(COP)、?损和?效率的主要因素是发生温度和发生压力,在相同冷凝温度下,R124/DMAC制冷系统的最佳发生压力为600k Pa,最佳发生温度为75℃;而氨/水制冷系统的最佳发生压力为1100k Pa,最佳发生温度为100℃,采用新型制冷工质对能够有效地利用更低品位的热源进行制冷,同时系统的安全性更高。     

喷射器几何结构对压缩/喷射制冷循环性能的影响研究

以R134a为工质,采用包含混合室内摩擦损失的等面积混合模型,研究了两相喷射器几何结构和工况参数对压缩/喷射制冷循环性能系数(COP)、单位容积制冷量(qv)、压缩比和排气温度的影响,并与传统压缩制冷循环的性能进行对比。结果表明:喷射器存在一个最优面积比使压缩/喷射制冷循环COP和单位容积制冷量qv最大,且最优面积比值随工质的不同和工况参数的变化而变化;在相同工况参数下,以R134a为工质的喷射器最优面积比大于以R1234yf为工质的喷射器最优面积比;在相同工质和工况参数下,等面积混合模型计算的最优面积比小于等压混合模型的计算值,即在相同工质和工况参数下,按照等面积混合模型设计的喷射器外型尺寸较小;给出的以R134a和R1234yf为工质的喷射器最优面积比与冷凝温度、蒸发温度、过冷度和过热度之间的关联式,可供工程设计参考;在所进行的研究工况范围内,压缩/喷射制冷循环较传统压缩制冷循环COP最大可提高20%,单位容积制冷量qv最大可提高28%,此时冷凝温度为55℃,蒸发温度为-10℃,过冷度和过热度都为0℃,对应的喷射器最优面积比为4.5。     

不同制冷剂喷射制冷性能计算分析

引入制冷剂的实际物性,建立了喷射器热力学模型;比较了沸点相近工质在喷射器内的压力和速度变化趋势及喷射系数,探讨了引起喷射器性能差异的主要物性因素;比较了几组具有相近沸点制冷剂的喷射制冷性能。结果表明:对沸点相近的工质来说,一般工作蒸气的比焓值越高,喷射系数越高;沸点相近的工质对中,R717的性能优于R290,R152a优于R134a,R141b优于R123,R142b优于R600a;在研究的所有制冷剂中,R717的制冷性能最好,R152a次之,两者的COP(性能系数)值差随发生温度的升高而增大。     

R290喷射/压缩制冷系统不可逆损失分析

作为一种自然工质,R290单位容积制冷量大,价格低廉,臭氧消耗潜值为0,全球变暖潜值很小,并且其热力性能与常规制冷剂相比有明显优势。文章结合热力学第一和第二定律,对以R290为制冷剂的喷射/压缩制冷系统的能量转换过程进行分析,考察了典型空调工况下系统的不可逆损失分布,以及运行参数对系统的不可逆损失以及第二定律效率的影响。     

太阳能蒸汽喷射式制冷机性能

基于对太阳能蒸汽喷射式制冷体统性能的研究,实验以R134a为制冷剂,采用控制变量法,研究了蒸发温度和发生温度对制冷系统的喷射系数、制冷量和COP的影响。结果表明：当冷凝温度和发生温度不变时,喷射系数、制冷量和COP随着蒸发温度的上升而增加。当冷凝温度为35℃、蒸发温度为6℃时,发生温度低于66℃,喷射系数、制冷量和COP都为0;当发生温度大于66℃时,喷射系数、制冷量和COP随着发生温度的上升先增加后减小,当发生温度为84℃时达到最大值,分别为0.223、2.02 kW、0.204。     

碳氢制冷剂用于汽车空调的理论分析和实验研究

在HCs制冷剂热物性分析的基础上,对不同比例的R290（丙烷）和R600a（异丁烷）混合物的饱和蒸气压、单位容积制冷量进行了分析,并与R134a进行了比较,找出了R290和R600a混合物替代R134a的最佳混合比约为（R290/R600a）60％/40％.并在一台巴士汽车空调上对R290/R600a（60％/40％）和R134a的制冷性能进行了测试,结果表明：R290/R600a（60％/40％）的制冷系数约比R134a高约2％,制冷量比R134a高约10％.从制冷性能上,R290/R600a（60％/40％）可以作为R134a在汽车空调上的直接替代工质.     

太阳能喷射制冷系统临界冷凝特性实验研究

为了了解太阳能喷射制冷系统的系统性能随冷凝温度的变化规律,进而提出合理的系统运行控制策略,文中设计并搭建了太阳能喷射制冷实验研究平台,以HFC134a为制冷剂,对太阳能喷射制冷系统的临界冷凝特性进行了实验研究.研究表明:太阳能喷射制冷系统工作时,系统性能系数(COP)、制冷量和能效比(EER)等参数随着冷凝温度的升高呈...     

基于大滑移温度非共沸工质的双温冷水机组

基于大滑移温度非共沸工质(R32/R236fa)的特性,搭建了可应用于温湿度独立控制系统的新型双温冷水机组及其实验系统,该机组可获得两种不同温度的冷冻水(例如低温7℃,高温16℃)。以机组的COP、制冷量等参数为评价指标,实验研究非共沸工质中R32的质量组分比例分别为30%、40%、50%、60%时机组在不同运行工况下的性能。结果表明:当冷却水进水温度为32℃,高、低温冷冻水的出水温度分别为16和7℃时,机组COP在R32质量组分比例为60%时达到3.92;而当R32的质量组分比例为50%时,机组具有最佳的综合性能,此时机组在不同运行工况下的COP均大于3.55。通过本研究可为非共沸工质在双温冷水机组中的应用以及优化提供数据基础。     

三级复叠制冷系统自然工质组的性能对比

为研究不同自然工质在三级复叠式制冷系统中的热力性能,采用R717/R1150/R50,R290/R1150/R50,R1270/R1150/R50 3种自然工质组合,对三级复叠式制冷系统的COP、压缩机的功率、排气温度、冷凝器热负荷和制冷剂质量流量随蒸发温度的变化进行了热力学对比分析。研究结果表明:不同蒸发温度下均存在一组最佳中间循环冷凝温度,使得COP值最大。蒸发温度从-120.0℃升高到-100.0℃时,R717/R1150/R50的COP最大,由0.38增大到0.52,总压缩机功率、冷凝器热负荷和制冷剂总质量流量最小。R717/R1150/R50的制冷剂总质量流量分别比R290/R1150/R50和R1270/R1150/R50小40.6%—38.2%和38.4%—36.3%。推荐在三级复叠式制冷系统中采用自然工质组合R717/R1150/R50的方案,研究结果为三级复叠式制冷系统自然工质组的选择提供理论依据。     

改进型太阳能喷射制冷系统变工况特性

太阳能喷射制冷系统具有变工况间歇性工作特点,为提高太阳能喷射制冷系统的使用时间,获得太阳能喷射制冷系统的最佳变工况工作特性,提出了改进太阳能蓄热水箱流程,并在建立太阳能喷射制冷系统热力学模型基础上,选择新型环保制冷剂R161为工质研究了太阳能喷射制冷系统变工况热力学特性。结果表明,与传统太阳能喷射制冷系统相比,所改进的太阳能蓄热水箱结构增加了太阳能喷射制冷系统工作时间和系统制冷效率,系统工作时间延长12.5%,系统提前2 h开始工作,系统的制冷效率提高8.5%。该研究结果可为改进型太阳能喷射制冷系统的工程设计提供理论参考。     

使用NH3-LiNO3工质对的增压型回热吸收循环性能分析

近年来,日益增长的暖通空调系统能耗已接近50%的建筑能源消费量。吸收式循环可使用太阳能热能、工业废热等低品位能源产生制冷效果,进而降低夏季制冷负荷对高品味电能的大量需求。当前常用于吸收制冷循环的LiBr-H₂O工质对虽然COP较高,但由于物性限制了其蒸发温度范围以及存在较高的结晶风险,使得系统小型风冷设计存在限制。氨水工质对具有较宽的制冷温区,但由于需要精馏以提高氨气浓度造成COP较低。NH₃-LiNO₃工质对无须增设精馏器,结晶温度远高于LiBr-H₂O,且氨气压力较高适合在耦合压缩机循环以提升循环性能,扩宽运行温区。因此,本研究提出压缩机辅助的增压型回热吸收循环使用NH₃-LiNO₃工质对,并对其进行热力分析,研究压缩机的引入对循环性能的改进作用。结果显示,压缩机辅助作用下循环驱动温度下降至34℃,蒸发温度亦可降低至-34℃,且循环倍率降低了52.16%,更适于小型风冷设计。     

基于R124-DMAC为工质对的余热吸收式制冷

设计并搭建了制冷量为3 kW、以R124-DMAC为工质、采用电热高温空气模拟发动机排气废热的空冷鼓泡吸收制冷实验系统,通过改变热空气进口温度、冷冻水温度和浓溶泵流率测试系统工作参数的变化趋势。实验结果表明,当发生器稀溶液出口温度约为100℃时,蒸发温度为-4℃,系统COP值最大可达到约0.54,而且实验系统稳定性较好;影响系统制冷量和COP值的主要参数是热空气进口温度和冷冻水温度;当蒸发温度低于5℃时,为了提高制冷效果需考虑设置精馏装置。     

太阳能有机朗肯-闪蒸循环工质选择

近年来,太阳能低温热发电技术作为可再生能源领域的研究热点受到越来越多的关注。文章针对太阳能平板集热器驱动的有机朗肯-闪蒸循环（solar binary-flashing cycle,SBFC）,基于EES（engineering equation solver）软件建立数学模型,分析了7种制冷剂包括R601、R601a、R1233zd（E）、R600、R1234ze（Z）、R600a和R1234ze作为循环工质在SBFC系统中的应用潜力,并在系统净输出功最大的工况下,研究了集热器出口热水温度（80～100℃）对SBFC系统热力性能的影响规律。选用的性能指标参数有净输出功、热效率、第二定律效率、不可逆损失、换热器热导（UA,总传热系数与传热面积的乘积）和单位太阳能集热器面积净输出功。结果表明,在所研究的工况范围内,随着集热器出口热水温度的增大,SBFC系统的热力性能得到显著的提高,且工质的标准沸点温度越高,SBFC热力性能越好,其中R601具有较高的净输出功、热效率和第二定律效率,并且系统的不可逆损失较小,是一较理想的SBFC系统循环工质。     

基于喷射式热泵的热电联产供热系统

热电联产面临着两个严重问题：供热面积与质量的增加导致供热不足;电厂凝汽器循环冷却水存在大量低品质热量浪费。为同时解决这两个问题,提出了一种利用喷射式热泵强化集中供热的新型EDH-CHP系统。该系统从循环冷却水中回收余热,并将余热应用于集中供热;另外通过增大供热一次网的供回水温差提高原一次网的供热能力。与原系统相比,新型系统在热力首站和热力站分别增加一台喷射式热泵（HP1、HP2）。分别对两台喷射式热泵进行热力学分析及性能实验研究。分析结果表明：HP1和HP2均能有效提高系统性能。实验结果表明：HP1的COP可达1.4～1.9,HP2可降低一次网回水至35℃。经典案例分析表明：新型系统可增加50%供热能力或减少6%能源消耗。     

水工质热泵多种循环的理论研究与性能对比

水工质安全、稳定、无毒、不易燃,是一种优秀的高温热泵用制冷工质。为了研究水蒸气热泵系统循环性能,设计了3种具有不同循环方式和辅助设备的水蒸气热泵系统,分别是单级压缩喷水系统、单级压缩带喷射器系统和两级压缩带中间换热器系统。并进行了理论建模与分析,理论分析与对比结果表明两级压缩系统在排气过热度、制热量、系统功耗和COP等方面均具有最优的性能。单级喷水系统比常规循环系统具有更好的性能,尤其是能有效降低排气过热度。在80℃蒸发、140℃冷凝时,常规系统的COP为3.01,而单级喷水系统和两级换热系统的COP分别为3.15和4.07,相比较于常规系统分别提升了4.7%和35.2%。而单级带喷射器系统在大温升工况下比常规循环系统有更优的COP。     

环境温度对采用电子膨胀阀的风冷热泵冷(热)水模块机组性能的影响

为了研究环境温度变化对采用电子膨胀阀和模块化能量调节系统的风冷热泵冷（热）水模块化机组制冷和制热性能的影响,对5台制冷量60 kW的机组在出水温度5～12℃、环境干球温度25～42℃、相对湿度40%工况条件下进行实验,得出一系列制冷量、制冷消耗功率、制冷COP、制热量、制热消耗功率和供热COP_h实验数据,并得出环境温度对机组这些性能参数的影响规律;同时,通过比较实验机组和以热力膨胀阀作节流元件的风冷热泵机组,总结出前者具有更良好的能量调节性能和节能性能,并且设备运行的实际工况偏离设计工况越远,如在环境温度40℃,相同的7相似文献   

太阳能吸附式空调固化复合吸附剂性能

测试了氯化钡-膨胀石墨固化复合吸附剂的吸附性能,并对采用该吸附剂的太阳能吸附式空调系统性能进行了分析。实验结果表明,固化复合技术有利于提高吸附剂的传热传质性能,实验中复合吸附剂循环吸附量可高达0.61 kg·kg^-1;同时,加热流体温度、冷却温度、蒸发温度以及反应约束压力对吸附剂性能都有着不同程度的影响。对于采用该复合吸附剂的太阳能空调系统,在加热温度80℃,冷却温度30℃,蒸发温度分别为5、10、15℃时,系统COP 和SCP均随蒸发温度的升高而增大,在15℃时可分别高达0.5和192 W·kg^-1。     

出水温度对采用电子膨胀阀的风冷热泵冷（热）水模块机组制冷性能的影响

为了研究出水温度对采用电子膨胀阀和模块化能量调节系统的风冷热泵冷（热）水模块化机组制冷性能的影响,对5台制冷量60 kW该类机组在蒸发器冷冻水出水温度5～12℃、环境干球温度25～42℃、相对湿度40%变工况条件下进行实验。得出机组制冷量在54～71 kW之间,消耗功率在17.2～22.2 kW,制冷COP是2.55～3.84,以及冷冻水出水温度对机组制冷量、输入功率和COP值的一系列变化规律,这些规律为风冷热泵冷（热）水模块机组的节能运行和优化设计提供了依据。     

太阳能制冷系统在不同循环方式下的运行特性

设计了太阳能吸附式制冷系统,通过管路切换,该系统可实现开式循环方式以及闭式循环方式。研究了两种不同的循环方式下,太阳能吸附式空调系统的运行特性,包括太阳能集热器阵列、吸附式制冷机组的温度变化规律以及系统制冷量的变化规律。实验表明,由于蓄热水箱的调节作用,开式循环的运行工况稳定,而闭式循环在运行过程中具有明显的波动性但其具有较高的太阳能集热效率以及系统COP,节能优势明显。