内燃机尾气余热驱动有机朗肯蒸汽压缩制冷循环的研究

设计了以内燃机尾气余热为热源驱动的有机朗肯蒸气压缩制冷循环系统。根据热力学定律,建立了循环系统的数学模型,提出了尾气换热夹点确定方法。以Matlab和Refprop软件为工具,研究了有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)各换热器负荷、做功量、热效率分别随蒸发压力、冷凝温度的变化关系,并确定了最优工质。研究了蒸汽压缩制冷循环(vapor compression refrigeration,VCR)各换热器负荷、制冷系数分别随蒸发温度、冷凝温度的变化关系。由于压缩比的限制,确定了多种制冷工质在不同冷凝温度下的最低蒸发温度,结合相关标准中所规定的各型冷藏车蒸发温度的范围,确定了各型冷藏车的可选制冷剂。研究了与可选工质对应的制冷系数随蒸发温度的变化关系,从而确定最优工质。计算了各型冷藏车在采用最优制冷剂时,在最严苛工况下的制冷量、制冷系数及综合系数。     

过冷度对蒸气压缩式制冷循环性能的影响分析

在蒸气压缩式制冷循环中,存在高压液体的过冷现象。过冷液体温度与其饱和温度之间的差值称为过冷度。液体过冷可明显提高一些制冷剂的单位质量制冷量和性能系数。本文运用热力学定律,对多种常用工质的蒸气压缩式制冷循环进行了理论分析,并计算了在不同的过冷度下,循环的制冷量、性能系数等参数与蒸发温度、冷凝器出口温度的关系,得出了不同工质在不同过冷度下的表现等规律和结论,为制冷设备循环方式和制冷工质的选择提供一些参考。     

一种新型的节能制冷系统

在蒸汽压缩式制冷系统当中,当工况范围即蒸汽温度和冷凝温度相距甚远时,采用单级压缩制冷循环的制冷系数较低,经济性较差,活塞式机器甚至难以实现。而采用多级压缩则使系统设备庞大,结构复杂,可靠     

新型节能压缩机—变容式压缩机原理和应用

前言 变容式压缩机是一种新型压缩机,它和变容式膨胀器组合为压缩—膨胀器,应用在美国七十年代发展的变容式空气制冷机和混合工质制冷机中。因为其压缩效率可达95％以上,使变容式空气制冷机的实际制冷系数高于涡轮式空气制冷机;混合工质制冷机(空气和水)的制冷系数在相当宽的温度范围内高于蒸汽压缩式制冷机。应用于蒸汽压缩式制冷机中的变容式压缩机,全效率可达到80％以上。根据计算,排气压力为7kg/cm~2(表)时,变容式空     

结合ORC和VCR的中温余热回收系统性能分析

为了利用丰富的中低温余热进行制冷,本文提出了一种结合ORC(有机朗肯循环)和VCR(蒸汽压缩制冷循环)的制冷系统,并对新系统进行了热力学分析和火用损失分析。此外,对比分析了Cyclohexane、D4、n-octane及R141b四种工质的热力学性能与ORC蒸发温度、制冷剂蒸发温度及透平效率等参数对系统制冷性能的影响。结果表明:以Cyclohexane为ORC工质时,系统总制冷COP(性能系数)最高为1.262;ORC蒸发温度对制冷工质与有机工质的质量流量比有显著的影响;制冷剂蒸发温度对系统的制冷COP有显著的影响;制冷剂冷凝温度对系统制冷COP的影响比ORC冷凝温度大;ORC蒸发器、VCR冷凝器以及ORC冷凝器的火用损失占系统总火用损失的57.28%。     

废热/动力联合驱动的混合制冷循环特性分析

根据废热驱动的吸收式制冷循环特点以及对汽车制冷系统的技术要求,提出了一种采用直接风冷的,以汽车发动机废热和动力联合驱动的新型吸收/压缩混合制冷循环.在设计工况(空气温度35℃,冷凝温度55℃,制冷剂蒸发温度3℃,制冷负荷30kW)下,对采用R124-DMAC工质的混合制冷循环进行热力计算,其综合性能系数(COPint)为14.85.通过热力循环分析发现发生器负荷率和环境温度变化对混合制冷循环工作特性有较大的影响.     

Yong分析法回热式制冷系统的优化

对回热式制冷循环进行了分析，从制冷系数和能量损失两个不同的角度同时论证了制冷工质在采取回热措施下的适应性与回热优化问题，并且对有利工质提出了回热量佳点的概念。     

新型太阳能喷射与电压缩式联合制冷系统的研究

提出一种新型的太阳能喷射与电压缩联合制冷系统,其既可以利用太阳能喷射式制冷又可以利用电能驱动压缩式制冷,可提高太阳能与辅助能源的综合利用率。对该系统中以R141b作为制冷工质,采用斜盘式压缩机的辅助电压缩制冷系统进行了理论循环计算与实验研究。实验表明,该辅助电压缩制冷系统的性能系数达到2.53。与传统的辅助能源应用方式相比,该辅助电压缩式制冷系统能更高效地利用常规能源,提高新型太阳能喷射制冷系统的综合节能效果。     

线性唯象传热定律下不可逆四热源制冷循环最优性能

在恒温热源内可逆四热源吸收式制冷循环的基础上，考虑环境热源到制冷空间的热漏、工质的内部耗散以及工质与外部热源问的热阻损失，建立传热服从线性唯象定律的不可逆吸收式制冷循环的模型，导出循环的制冷率和制冷系数的基本优化关系、最大制冷系数及相应的制冷率和最大制冷率及相应的制冷系数，给出了最佳换热面积，并通过数值计算分析了设计参数对循环的制冷率、制冷系数的影响。所得结果对实际吸收式制冷机的设计和运行有一定的指导意义。     

斯特林循环内等容回热过程中换热器换热能力分析

为进一步研究斯特林循环内回热器换热过程对系统性能的影响,建立气缸的等温换热过程模型,以容积为1 L、初始压力为500 kPa的理想气体为工质,计算分析了循环内工质经等容回热过程对系统内参数和各部件的影响。结果表明,在工质从303 K等容吸热升温至973 K的过程中,系统压力升高,压缩腔内工质密度从5.75 g/m³增加至18.5 g/m³,膨胀腔内工质密度从1.75 g/m³增加至5.75 g/m³,压缩腔与膨胀腔需对外释放的热量分别为364和824 J;回热器在工质等容吸热前后的换热量为工质的焓差,而不是工质的内能差。     

热漏对内可逆四热源制冷系统的影响

在恒温热源内可逆四热源吸收式制冷循环的基础上，建立不可逆吸收式制冷循环的模型，考虑环境热源到制冷空间的热漏以及工质与外部热源间的热阻损失，导出牛顿定律下循环的制冷率和制冷系数的基本优化关系、最大制冷系数及相应的制冷率和最大制冷率及相应的制冷系数；并通过数值计算分析了循环参数对循环的制冷率、制冷系数的影响。     

低品位热驱动的混合工质喷射制冷循环研究

提出一种低品位热驱动的混合工质喷射制冷循环,将沸点相差较大的非共沸混合工质引入喷射制冷循环,采用两级分凝分离降低该新循环压比,实现在喷射制冷循环中获得较低的制冷温度和较高制冷效率。建立组成循环各部件热力学数学模型,在系统稳定运行的条件下,分析喷射器压比、冷凝温度和混合工质组分配比对新循环工作性能的影响。研究表明:采用混合工质R600/R290的喷射制冷循环可获得低于-20℃的制冷温度。     

利用ORC-VCR回收压缩热的预冷式CAES系统性能分析

常规非绝热压缩空气储能（D-CAES）系统的储能过程通常采用四级以上的压缩机组以减少空气压缩功的消耗,导致产生大量的低品位压缩热直接排放到环境中,能源浪费严重。针对这一问题,本工作提出了一种采用有机朗肯循环-蒸汽压缩制冷（ORC-VCR）回收压缩热的预冷式CAES系统（ORC-VCR-CAES）,通过回收空气压缩阶段压缩机产生的压缩热来对压缩机入口空气进行预冷,可以进一步降低空气压缩功的消耗,提高系统的循环效率。对ORC-VCR-CAES耦合系统进行了热力学分析和经济性分析。结果表明,不同ORC-VCR循环工质对系统性能的影响较大,采用R152a作为循环工质的ORC-VCR-CAES系统综合性能最佳。其系统循环效率可达64.15%,比常规D-CAES系统提高了5.94%;在考虑外部废热能量输入时,ORC-VCR-CAES系统(火用)效率为51.90%,比常规D-CAES系统提高了4.81%。通过压缩热的回收有效减少了冷却器的(火用)损失,但压缩机组的(火用)损失仍然较大,是系统进一步优化的关键部件;经济性分析表明,当峰谷电价为1.26元和0.30元时,ORC-VCR-CAES系统的项目...     

非共沸混合工质压缩制冷循环的不可避免Yong损失

以非共沸混合工质替代CFC5是比较有效的替代方案。通过对给定节点温差下的蒸发器和冷凝器内的温度匹配分析，提出利用调节非共沸混合工质的配比来优化蒸发器和冷凝器内的温度匹配，并可计算出循环的实际不可避免炯损失，从而提出采用非共沸混合工质的蒸气压缩制冷循环的实际不可避免炯损失的计算方法，并提出利用最佳配比和实际不可避免的Yong损失的计算，对各种非共沸混合工质对进行筛选，以进一步减少循环可避免的炯损失，为优化蒸气压缩制冷循环，提高循环的性能奠定基础。     

基于R125工质热泵循环的理论分析

通过对热泵循环流程的分析,构建了带有回热器热泵的数理模型.理论分析了以R125为工质的热泵系统,并对R125及几种热泵工质在标准工况和变工况下的循环性能进行了系统的理论计算及分析.结果表明,在标准工况下,R125制热系数优于R22,是极有潜力的热泵替代工质.     

非共沸混合工质压缩制冷循环的不可避免(火用)损失

以非共沸混合工质替代 CFCS是比较有效的替代方案。通过对给定节点温差下的蒸发器和冷凝器内的温度匹配分析 ,提出利用调节非共沸混合工质的配比来优化蒸发器和冷凝器内的温度匹配 ,并可计算出循环的实际不可避免灯用损失 ,从而提出采用非共沸混合工质的蒸气压缩制冷循环的实际不可避免灯用损失的计算方法 ,并提出利用最佳配比和实际不可避免的灯用损失的计算 ,对各种非共沸混合工质对进行筛选 ,以进一步减少循环可避免的灯用损失 ,为优化蒸气压缩制冷循环 ,提高循环的性能奠定基础。     

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.     

氦气轮机高温气冷堆(GT-HTGR)

氦气轮机高温气冷堆(GT-HTCR)就是在一回路直接采用氦气闭式循环燃气轮机(CT)的高温气冷核反应堆(HTGR)；氦气既是核反应堆的冷却剂，又是闭式循环燃气轮机的工质；这个闭式循环燃气轮机通常由高、低压压气机、涡轮、预冷器、间冷器、回热器组成，并采用电磁轴承。选择氦气为工质，是因为氦气具有很高的比热和导热系数，同时又是惰性气体。     

低焓能吸收式制冷系统的分析与改进

本文对简单吸收式制冷循环及三压吸收式制冷循环进行新的分析，并对三压吸收式制冷循环做了改进，从而较大幅度地提高了循环的热力系数，又不过分增加系统的复杂性，本文学分析了可以用于该循环的工质对问题。     

热阻、热漏和内不可逆性对两级吸收式制冷循环性能的影响

建立考虑工质与外部热源间的传热损失、内不可逆性损失及外部热源热漏损失的不可逆两级吸收式制冷循环模型,给出制冷系数和制冷率的一般关系。在6个换热器总热导率一定时,对循环性能进行优化,导出循环制冷率和制冷系数的基本优化关系,并得到制冷率和制冷系数的极值。通过数值算例,分析热阻、热漏和内不可逆性损失对循环性能的影响规律。