自然工质复叠式制冷热泵系统的性能分析

介绍了以自然工质CO2为高温循环工质,R290为低温循环工质,同时制冷和供热的CO2/R290复叠式制冷热泵系统,通过对CO2/R290复叠式制冷热泵系统的性能分析,得到了气体冷却器的入口压力和出口温度,复叠式循环的蒸发温度,低温循环的冷凝温度对复叠式制冷热泵系统性能的影响,为今后的CO2/R290复叠式制冷热泵系统的优化设计和开发应用打下了一定的基础。     

自然工质复叠式制冷循环替代与节能研究

通过对自然工质R290／CO2和NH3／CO2与常规工质R22／R13的复叠式制冷循环的热力学分析，得出P290／CO2复叠式制冷循环的COP比常规工质R22／R13的低，提出CO2低温循环采用膨胀机代替热力膨胀阀，从而提高了COP。在NH3／CO2复叠式循环的NH3高温循环和CO2低温循环中都采用膨胀机代替热力膨胀阀，可以大大地提高COP。自然工质P290／CO2和NH3／CO2替代常规工质R22／R13复叠式制冷循环有很好的前景。     

CO2为低温循环工质的复叠式制冷系统的分析比较

通过对NH3/CO2、R290/CO2和R404A/CO2三种复叠式制冷系统的COP、最优低温循环冷凝温度和最佳质量流量比等进行理论分析及性能比较,得出在一定的蒸发温度、冷凝温度和冷凝蒸发器传热温差下,三种复叠式制冷系统的COP都随着低温循环冷凝温度的升高呈现出先增大后减少的趋势,其中NH3/CO2复叠式制冷系统的COP最大;三种复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度和最佳质量流量比都随着蒸发温度的升高而升高,其中R404A/CO2复叠式制冷系统的最佳低温循环冷凝温度最高,NH3/CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比最大。     

冷热组合型超市系统的设计与经济性分析

设计了冷热组合型超市系统,利用CO2跨临界循环对空间夏季供冷和冬季供热,采用R290/CO2复叠式制冷循环对食品冷冻冷藏,同时回收CO2跨临界循环高温气体散发的热量和R290/CO2复叠式制冷循环R290高温循环气体的冷凝热,实现夏季空间供冷、食品制冷的同时供应生活热水,冬季空间供暖、食品制冷的同时供应生活热水,及春秋季节食品制冷同时供应生活热水。并与供冷、供暖、食品制冷和供应生活热水分别进行的常规R404A超市系统的能效相比较,得出冷热组合型超市系统的能耗大大降低,能效明显增加,不仅节约能源,而且保护环境,是很有发展前景的绿色环保系统。     

吸附式制冷循环的回热研究

以吸附式制冷循环的热力过程为依据，对比分析了多种吸附式制冷循环的回热利用，详细阐述了回热过程中各部分热量的分配，给出了连续回热型循环，理想热波循环和双效复叠式循环的回热率公式，导出了双效复叠式制冷循环总制冷系数和一、二级循环制冷系数的关系式，并计算了几种循环的制冷系数和回热率。研究表明：热波循环和双效复叠式循环具有较好的应用前景。     

渔船发动机废热驱动的两级复叠吸收制冷循环性能分析

针对传统吸收式制冷无法达到较低温度以及自复叠吸收制冷在制得较低温度时系统性能系数过小的缺点,提出发动机废热驱动的两级复叠式吸收制冷循环用于捕获海产品的速冻保鲜。首先采用SRK方程获得了该循环高、低温级工质对R134a/DMF和R23/DMF的热力学性质参数,进而对循环进行了建模分析。通过直接搜索法得到了在不同工况下的最优高温级发生温度。发现在当吸收温度为30℃,冷凝温度为35℃,制冷温度在-40℃以上时,循环最佳蒸发冷凝温度和高、低温级发生温度分别为-3℃、106℃和140℃,此时循环COPint 可达到0.143。但该循环性能受吸收、冷凝温度影响较大,因此不太适合在海水温度过高的海域使用。     

采用混合自然工质的自复叠制冷系统热力性质分析

对R744／R290、R744／R600a混合自然工质的热力性质进行分析比较，并将它们用于自复叠制冷循环，对系统的循环特性进行分析。经过计算，得出了两种混合工质制冷性质的不同点及环境温度、制冷温度、混合工质中R744浓度对系统性能的影响。为今后R744／R290、R744／R600a的实验研究和实际应用提供了理论依据，减少了实验的工作量。     

基于低品位余热驱动的正逆耦合空调系统性能分析

针对低品位余热的利用,将有机朗肯系统与复叠式制冷系统耦合,建立了热力学模型;采用R141b作为朗肯循环系统制冷工质,分别采用R22/R23、R404A/R23、R290/R744、R717/R744四种工质对作为复叠式制冷系统高低温级循环的制冷工质;基于EES软件编写了循环性能计算程序,研究了低温级冷凝温度T_(10)、低温级蒸发温度T_e、蒸发冷凝传热温差ΔT对系统性能COPs以及高低温级质量流量比G的影响,并以COPs与G为评价指标选出最佳工质。结果表明系统的COPs会随着低温级冷凝温度的升高而先增大后减小,并存在一个最佳值;系统COPs随着低温级蒸发温度的升高而增大,随着蒸发冷凝传热温差的增大而减小;高低温级质量流量比随着低温级冷凝温度的增大而减小;R717/R744最适合作为有机朗肯-复叠制冷系统复叠制冷部分工质。     

双效复叠吸附式制冷循环的研究

为克服吸附式制冷能量利用效率不高的缺点，采用硅胶－水、分子筛－水分别作为两级循环的工作对以及两级循环中都用分子筛－水为工作对，构造了两种双效复叠式制冷循环．该循环可有效利用第二级循环的吸附热、析出蒸汽的显热，能有效提高热力完善度。建立了计算机模型，对系统和影响性能的一些参数进行了分析讨论。     

环保制冷剂循环性能分析

为提高制冷空调和热泵性能,分别选取CO2,R134a,R1234yf和R11制冷剂,以单级循环和双级循环为研究途径,分析了不同工况下,排气压力、蒸发温度和冷凝温度等因素对循环性能的影响。研究结果为制冷空调和热泵优化设计及新产品的开发提供理论依据。     

余热驱动的有机朗肯循环-复叠式制冷系统?分析

针对余热的有效利用,建立了有机朗肯循环-复叠式制冷系统的热力学模型,其中:有机朗肯循环系统分别采用R123、R1234ze、R245fa、R600a、RC318、R141b等六种工质;复叠式制冷系统分别采用R22/R23、R404/R23、R290/R744、R717/R744等四种工质对。选择系统?效率作为性能评价指标,运用热力学第二定律研究系统运行参数对系统?效率的影响,分析了系统各部件的?损失,并指出了能量利用的薄弱环节,提出了有效提高系统性能的建议,为系统的优化提供参考。结果表明,对系统?效率而言,R141b和R717/R744是最佳工质。系统主要部件按?损失大小依次为凝汽器、膨胀机、高温级冷凝器、发生器、高温级压缩机、低温级蒸发器、蒸发冷凝器。尽可能提高压缩机的等熵效率,优化设计换热器的结构,减小传热温差,才能减少不可逆损失,提高换热器的?效率。     

跨临界制冷循环的适用条件及在CO2制冷系统中的应用研究

在热力学第一、第二定律的基础上研究了跨临界制冷循环若干适用条件。详细分析了跨临界制冷循环对环境温度、制冷压力和温度、回热温差的要求，得出了启动危机、最小制冷高低压差等概念，将这些成果用于CO2制冷剂的分析。获得了相应的数据。可供研究CO2跨临界制冷系统应用。     

CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环热力学分析

建立了同时采用双级压缩和利用喷射器代替节流阀的CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环模型,在系统稳定运行的条件下,分析了高压压力、气体冷却器出口温度、蒸发温度和高、低压压缩机吸气过热度对循环性能的影响,并与CO2跨临界单级压缩/喷射制冷循环和双级压缩制冷循环进行了比较.结果表明:在给定条件下,双级压缩/喷射循环的性能系数明显优于其他两种循环;随着气体冷却器出口温度的升高和蒸发温度的降低,循环的性能系数分别降低了54.9%和43.2%,并且其下降速度大于双级循环的性能系数下降速度;高、低压压缩机吸气过热度升高均导致双级压缩/喷射循环性能系数降低.     

Comparative study of a cascade cycle for simultaneous refrigeration and heating operating with ammonia,R134a,butane, propane,and CO2 as working fluids

In this paper, a cascade system for simultaneous refrigeration and heating is simulated with different working fluids. Ammonia, R134a, butane and propane are evaluated in the low-temperature (LT) cycle and carbon dioxide (CO₂) is used in the high cycle. The effects of the thermodynamic parameters on the cascade system are evaluated with the aim of finding the best working fluid performance and optimum design parameters. Coefficients of performance (COP) and exergetic efficiencies were estimated for each one of the cycles and for the entire system. The behaviour of these parameters is presented as a function of the internal heat exchanger effectiveness and main operating system temperatures. The results showed that the cascade system using butane in the LT cycle increased the COP up to 7.3% in comparison with those obtained with NH₃–CO₂. On the other hand, the cascade systems operating with the mixtures R134a–CO₂ and propane-CO₂ presented similar results reaching COPs up to 5% higher than those obtained with the NH₃–CO₂ system.     

三级复叠式制冷系统低温级制冷剂的应用分析

为研究三级复叠制冷系统中低温循环制冷剂替代的可行性方案,采用R1150/R170/R717、R50/R170/R717和R14/R170/R717三种工质组合,对三级复叠式制冷系统的高低温循环压缩机的排气温度、压缩机输入功率、COP、热力学完善度、系统的■效率、■损失以及系统中各个部件■损失所占比例随蒸发温度的变化进行热力学分析。研究结果表明:不同蒸发温度下均存在最佳中间循环冷凝温度,使COP值最大。蒸发温度由-100.0℃升高到-80.0℃时,R1150/R170/R717的■损失最小,COP、热力学完善度和■效率最大。R1150/R170/R717的COP由0.60增大到0.82。R1150/R170/R717的COP比R14/R170/R717的COP高3.47%～4.49%。主要的■损失部件是冷凝器,冷凝器的■损失所占比例随蒸发温度的升高而升高。推荐在三级复叠式制冷系统中采用R1150/R170/R717制冷剂组合方案,研究结果为三级复叠式制冷系统工质组的选择提供理论依据。     

A comparison of the operating performance of alternative refrigerants

This paper provides a comparison of the operating performance of three alternative refrigerants for use in a vapour compression refrigeration cycle. The refrigeration capacity and COP of R401A, R290 and R134A were compared with those of R12 when used in a propriety vapour compression refrigeration unit initially designed to operate with R12. The results indicate that the performance of R134a is very similar to that of R12 justifying the claim that it is a drop in replacement for R12 but of the refrigerants tested it gave the poorest performance. When viewed in terms of green house impact however R290 showed the best performance.