R290直线压缩机变工况制冷性能

根据电子冷却等应用需求,开发了小型制冷装置用R290直线压缩机样机,并开展了变工况性能试验研究。结果表明,在蒸发温度为8.0、2.7和-3.4℃三种工况下,直线压缩机在上死点位置的制冷量分别为1633.4、1417.4和943.4 W,COP分别为6.67、4.24和2.63,对应的循环效率分别为67.5%、70.9%和69.3%。蒸发温度2.7℃的设计工况循环效率最高,该工况下,当制冷量在35%～100%调节时,多变指数系数变化范围为0.968～0.983。在压缩机变容量调节过程中,气体等效刚度、固有频率与等效阻尼呈非线性变化,在上死点附近均存在极值点。     

R32制冷系统湿压缩的最佳吸气干度范围

湿压缩应用于R32制冷系统时能有效降低压缩机排气温度,但是其对系统性能的影响有待研究。在热力循环理论计算分析的基础上,利用变频滚动转子式压缩机制冷循环实验台,通过改变压缩机频率和电子膨胀阀的开度做了一系列实验,研究不同工况下R32制冷系统各项参数的变化趋势,寻找系统最优时吸气干度范围。理论分析表明:吸气带液时系统的性能比吸气过热时要好;从吸气过热到吸气带液,排气温度快速降低,而制冷量和COP先升高后降低,压缩机吸气干度在0.90~0.93内,理论COP存在最大值。实验分析表明:吸气干度在0.96~1.0范围内,制冷量比常规应用中控制过热度5℃时的高5%~10%;排气温度比吸气过热度5℃时的排气温度低8%~16%;COP比吸气过热度5℃时的高5%~8%;系统压比降低,系统性能达到最优。     

超声强化小型溴化锂吸收式制冷机性能实验研究

在10kW溴化锂吸收式制冷机发生器侧壁（厚度4mm）粘贴超声波振子,实验研究了频率为28kHz超声波在溴化锂溶液两种不同液位高度下对机组性能的影响,并对超声波强化溴化锂溶液沸腾传热传质机理进行了分析。实验结果表明：无超声波作用时,溶液泵转速控制电机运行频率从17Hz升高到18Hz,溶液泵流量升高,发生器中溴化锂溶液液位升高5cm,制冷量增加16.8%,但性能系数（COP）降低44.3%;而施加超声波作用可以强化溴化锂吸收式制冷机性能,且强化效果与溶液液位有关,当机组发生器内液位高于超声波换能器中心线8~10cm时,机组制冷量升高19.6%,COP提高13.8%;而当液位与换能器中心线相差3~5cm时,制冷量提升并不明显,仅为4.7%,COP提升5.4%。实验结果为超声波作用提升小型太阳能溴化锂吸收式制冷系统性能提供指导和依据。     

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。     

变频滚动转子式压缩机变吸气状态实验研究与模型建立

压缩机吸气带液可以有效降低排气温度,但也会对压缩机性能产生影响,需要对其深入研究。以R32变频滚动转子式压缩机实验系统为研究对象,通过分析相同频率不同压比和相同压比不同频率时压缩机容积效率随压缩机吸气状态的变化规律,建立了半经验压缩机模型。研究结果表明:(1)压缩机吸气过热时,过热度对压缩机容积效率基本无影响;少量吸气带液时,容积效率均随吸气干度的减小线性降低,各频率和各压比斜率基本相同。另外,系统COP与压缩机容积效率随吸气状态的变化趋势相似;(2)压缩机模型经实验验证,计算值与实验值最大相对误差为1.51%,最小相对误差为0.03%,具有较好的可靠性,可以减少试验次数,并能准确预测出压缩机性能;(3)压缩机运行性能在低频率、低吸气干度时迅速恶化,因此模型适用于压缩机频率高于额定频率、吸气干度大于0.90的运行工况。     

基于最小稳定过热度的制冷系统参数振荡分析

利用最小稳定过热度线对不同冷负荷工况下稳定与振荡区间的分段原理,并结合两相流流型,分析了滚动转子式制冷系统中过热度振荡的内在机理,同时增添压缩机频率工况,研究不同频率下各系统参数对系统性能的影响,提出了基于压缩机运行频率的最小稳定过热度线。结果表明:制冷剂质量流量持续增加,使得蒸发器出口制冷剂状态由过热蒸汽过渡为雾状流,最后出现含液膜的环状流,振荡剧烈时,三者约以秒级交替出现;制冷剂流态变化与交替改变了传热系数,使换热效果更为剧烈与多变,较高频率时这种不稳定效果更明显,且过热度振荡初始值最大;不同频率下,制冷量和制冷性能系数的变化均与过热度的表现相似,且频率越低,制冷性能系数越高,振荡越轻缓。     

溴化锂吸收式循环的内外热物理参数与机组制冷特性耦合

溴化锂吸收式制冷技术,以其无污染、低消耗、运行平稳、用能模式多等优点在节能和环保领域越来越受到人们的重视。但相对于压缩式制冷,其效率较低的缺点限制了溴化锂吸收式制冷技术的广泛应用。基于溴化锂水溶液气液特性中汽液相平衡和溶液混合与分离的原理,通过调节机组循环过程中内部和外部的参数,实验分析对制冷机组制冷特性的耦合影响。实验结果表明:蒸发温度、充注浓度和吸收压力的提高均能提高制冷量和COP值,且吸收压力的提高效果最显著,其增幅范围最高可以超过100%,而冷却水温度的提高降低了制冷量COP值。因此,适当的耦合调节机组循环的热物理参数可以明显提高制冷性能。     

CO2跨临界循环冷热联供机组性能实验研究

采用CO₂跨临界循环水-水热泵技术，测试了CO₂跨临界循环冷热联供机组的性能特点。通过调节压缩机频率、电子膨胀阀开度、蒸发器侧乙二醇水溶液进口温度与气冷器侧进水温度等方式，测试该机组在以制热为主要目标时最优排气压力的变化，以及不同参数对制热量、制冷量、制热COP_h与系统综合能效COP(制热COP_h与制冷COP_c之和)的影响规律。研究结果表明：在额定工况下，压缩机频率从80 Hz增加到120 Hz时，系统最大制热COP_h从3.9降到3.3;当乙二醇水溶液进口温度升高、气冷器进口水温降低时，系统的制热COP_h以及系统综合能效COP都随之升高。机组同时供冷供热可明显提高系统综合能效，经济性好且节能效果显著。文中的研究成果对于屠宰、酿造等同时具有冷热需求的行业推广应用CO₂冷热联供机组具有参考价值。     

闭式热源塔运行参数对热泵系统性能的影响

热源塔风机和防冻溶液循环泵是热源塔热泵系统中除压缩机外的主要耗电设备。通过改变热源塔风机和防冻溶液循环泵的工作频率,实验研究了冬季制热工况下闭式热源塔运行参数对热源塔吸热量和热泵系统性能的影响,研究结果表明,热源塔风机频率降低导致热源塔吸热量、系统制热量和热泵机组COP下降,但使系统能效比增大;热源塔吸热量随循环泵频率的增加先升高后降低并在25 Hz时达最大值,系统制热量同样随循环泵频率的增加先升高后降低,且随着风机频率的增大,制热量最大值对应的循环泵频率由35 Hz变为25 Hz;同时循环泵频率增加使热泵机组COP增加,但系统能效比减小;循环泵和风机频率均在15 Hz时,压缩机压缩比增大,压缩机效率低;系统制热量最高超过14.30 kW,热泵机组平均COP最高为3.31,系统平均能效比最高可达2.37。     

带经济器螺杆压缩机油路系统分析及数值研究

对于经济器螺杆压缩机的油路系统进行分析,同时运用EES软件对油路系统进行模拟计算。研究结果表明制冷工质为R22时,不同工况下,性能系数COP随喷油温度的升高而提高,孔径越大喷油孔处的喷油量越大;对于制冷工质分别为R22、R717、R134a时,冷凝温度取308.15K,提高蒸发温度,可以减小功耗、提高COP,同时还可以降低喷油量。但是系统喷油量减少后,压缩机排气温度升高,导致电功率增大,性能系数减小。因此,要合理选择系统的喷油量,需要综合考虑系统的COP和排气温度等因素。     

一种回热回质循环吸附式制冷系统的仿真

吸附式制冷常采用回热回质循环来提升系统性能。研究了一种采用串联回热和类回质方式的回热回质循环吸附式制冷系统,并对其进行仿真。系统的主要部件（含作为储液器的蒸发器）采用3层换热法建立数学模型。仿真结果表明,随着制冷时间的延长,系统性能系数（COP）单调增大,单位质量制冷量（SCP）单调减小。随着回热时间的延长,COP和SCP是先增大后减小,最佳的回热时间为10 s。随着回质时间的延长,COP和SCP波动性下降,回质过程未提高系统性能。COP和SCP随着热水、冷冻水温度的升高以及冷却水温度的下降而增大。热水温度对SCP以及冷冻水、冷却水温度对COP和SCP的影响,呈现线性变化,而热水温度对COP的影响呈现二次变化。     

单机双级滚动活塞压缩机热泵系统的性能特性

将R410A为工质的单机双级滚动活塞压缩机闪发器系统用于房间空调器,能有效地降低排气温度、提升制冷/制热能力,具有显著的节能效果。通过对单机双级滚动活塞压缩机闪发器热泵系统的分析计算,得出压缩机适宜的高低压腔容积比为4/5。对研制出的样机进行了实验研究,结果表明,在蒸发温度为5℃,冷凝温度为35～45℃的工况下,制冷COP_r最高可达3.81,排气温度低于91℃;蒸发温度为-5～-10℃,冷凝温度为40℃时,制热COP_h最高可达3.38,排气温度低于111℃。     

带毛细管的变频压缩机空气源热泵实验研究

针对家用“煤改电”空气源热泵,提出采用毛细管作为节流元件替代热力膨胀阀或电子膨胀阀,搭建了热泵系统实验装置。研究压缩机不同频率下,不同的毛细管长度对压缩机吸气压力、排气温度和机组制热量等制热性能的影响。实验结果表明,毛细管替代热力膨胀阀或电子膨胀阀后,系统能够长时间稳定运行;毛细管长度为500 mm、压缩机频率为35 Hz时系统制热性能最优,制热量、制热COP获得最大值,而其吸气压力和排气温度适中。     

CO2充注量对跨临界轿车空调系统性能的影响

试验研究了CO₂充注量对跨临界轿车空调系统性能的影响.研究表明：CO₂充注量对跨临界制冷系统的性能影响很大,存在一个最佳的CO₂充注量,此时COP最大;CO₂充注量不足,会导致制冷量和COP降低,CO₂充注量过多,会导致压缩机耗功大幅度上升;制冷循环随CO₂充注量的不同,具有6个特征明显的工作循环.根据这些表现特征,提出了用4个参数作为判断CO₂充注量是否合适的特征参数.为确定跨临界制冷系统的最佳充注量、对系统进行优化设计和高效运行控制提供了参考.     

INFLUENCE OF DESIGN AND OPERATING CONDITIONS ON THE SYSTEM PERFORMANCE OF A TWO-STAGE ADSORPTION CHILLER

This article aims at clarifying the possible design and operating conditions for silica gel-water adsorption refrigeration cycles driven by near-ambient temperature waste heat sources (between 45 and 75°C) with relatively small regenerating temperature lifts (15 to 45 K). A two-stage silica gel-water advanced adsorption chiller is introduced and a simulation model of the chiller was developed to analyze the influence of operating and design conditions on the system performance (coefficient of performance, COP, and cooling capacity). It was hypothesized that the proposed chiller can be driven by low temperature waste heat at 55°C to produce effective cooling. Simulation results show that the operating conditions such as cycle time and hot and cooling water inlet temperature have an influential effect on cooling capacity and COP. COP is proportional to cycle time and heat transfer coefficient as well as inversely proportional to the cooling water inlet temperature, while there are optimum values of hot water temperature and silica gel weight for maximum COP. Cooling capacity mainly improves with the addition of silica gel weight and decreases as cooling water temperature increases. Simulation results also revealed that the system performance can be improved significantly by setting the design and operating conditions optimally.     

INFLUENCE OF DESIGN AND OPERATING CONDITIONS ON THE SYSTEM PERFORMANCE OF A TWO-STAGE ADSORPTION CHILLER

This article aims at clarifying the possible design and operating conditions for silica gel-water adsorption refrigeration cycles driven by near-ambient temperature waste heat sources (between 45 and 75°C) with relatively small regenerating temperature lifts (15 to 45 K). A two-stage silica gel-water advanced adsorption chiller is introduced and a simulation model of the chiller was developed to analyze the influence of operating and design conditions on the system performance (coefficient of performance, COP, and cooling capacity). It was hypothesized that the proposed chiller can be driven by low temperature waste heat at 55°C to produce effective cooling. Simulation results show that the operating conditions such as cycle time and hot and cooling water inlet temperature have an influential effect on cooling capacity and COP. COP is proportional to cycle time and heat transfer coefficient as well as inversely proportional to the cooling water inlet temperature, while there are optimum values of hot water temperature and silica gel weight for maximum COP. Cooling capacity mainly improves with the addition of silica gel weight and decreases as cooling water temperature increases. Simulation results also revealed that the system performance can be improved significantly by setting the design and operating conditions optimally.     

无霜空气源热泵系统夏季运行性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点,提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统不仅冬季可以无霜高效运行,夏季性能也有所提升。搭建该系统实验平台,研究了室外空气干球温度、相对湿度、冷冻水、冷却水流量、室外空气流量对夏季工况系统性能的影响。该空气源热泵空调系统在湿度低、冷却水流速大、冷冻水流速大时系统性能有较大提升,COP最大可提升0.23,提高室外空气流量对系统性能影响不大可提升0.06,且在室外空气干球温度35℃相对湿度45%时,系统COP超过了该型压缩机额定COP,充分证明了该系统在夏季工况下能稳定高效运行。     

沼气机驱动的风冷热泵系统变工况性能

为高效利用沼气资源并减轻环境污染，构建了基于沼气机驱动的风冷热泵能源综合利用实验装置，重点研究了蒸发温度、冷却水量、沼气机转速等参数对系统性能的影响。实验测试结果表明：冷凝器总负荷随蒸发温度及冷却水量的增加而增大，但增幅较小；回收的沼气机余热随蒸发温度的升高而降低，但降幅较小，通过增大冷却水量可以提高沼气机余热的回收率，同时也增大了系统总供热量；冷却水量对系统性能系数（COP）的影响不具有单调性，在同一工况下，存在一个最佳冷却水量；冷却水量对系统一次能源利用率（PER）的影响幅度不同，冷却水量大时，PER的增幅反而较小。实验工况下，系统COP最高可达5.15，PER最高可达1.68。     

基于多功能热管的高效吸附式制冰机组回质回热实验研究

设计了一种基于多功能热管的高效吸附式制冰机组，采用氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对。吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由热管工作完成，对该新型吸附制冰机组进行了回质回热研究，结果表明，回质回热型循环可使机组的制冷性能系数COP提高25.5 %，加热量减小约13 %，同时冷却器负荷降低约21 %;采用先回质后回热方式，在回质过程中继续加热解吸床可进一步增加机组制冰量。与传统回质相比，系统COP和单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在15 %以上，且机组SCP的提高幅度高于COP的幅度;吸附制冰机组性能随冷却水温度的升高而下降，但系统的SCP始终维持在较高的水平。当冷却水温度为27℃、蒸发温度为-18.9℃时，系统的SCP仍然高达356.5 W·kg-1。