平行流冷凝器在冰箱制冷系统中的应用研究

铝制平行流冷凝器以其质量轻,传热系数大而日益受到小型制冷装置的青睐。把平行流冷凝器引入家用冰箱并进行节能分析讨论。通过建立冰箱箱壁式冷凝器和冰箱平行流结构风冷式冷凝器的传热理论数模,在制冷量相同的前提下,计算得出在相同测试工况(ASHARE标准)和相同冷凝换热面积时,两台同型号冰箱因冷凝换热器的结构形式改变而引起的能效差异。结果显示:相同测试工况运行,平行流冷凝器相比箱壁式,换热面积减少75%,耗材成本大大降低。相同冷凝换热面积运行,平行流冷凝器冷凝温度相比箱壁式下降约11.5℃,制冷循环的能效比EER提高约5.5%。     

高性能计算机用热管复合制冷系统设计研究

根据高性能计算机全天候温控的需要,提出了综合应用蒸气压缩和动力型分离式热管制冷技术的复合冷源方案。在冬季及春、秋过渡的低温季节,运行热管循环不仅大幅降低环控装置的能耗,而且可以避免在低温环境运行压缩式制冷易发生的冷启动、回油润滑等问题。提出了蒸气压缩制冷、蒸气压缩/热管复合制冷和热管制冷的分区工作模式,引入复合制冷模式有效拓宽了热管运行温区,大幅提高了制冷系统的综合COP。模拟分析了在北京地区应用热管复合制冷技术的节能性能,相比常规的压缩制冷节能率高达40%。研究表明:热管复合制冷系统具有显著的节能减排优势,特别适用于全天候工作的机房、基站等高热密度电子集成系统的温控。     

平行流热管换热器传热性能实验研究

平行流热管换热器综合了热管轴向高效换热和平行流换热器管外高效换热的优点,是一种新型的重力热管换热器。本文基于传热风洞对充注R600A的平行流热管换热器进行传热和流动性能测试。实验中平行流热管换热器的热阻最小仅为0.06 K.W~(-1),换热效率在95%～98%之间;平行流热管换热器的均温性和换热效率受到其管径较小引起的脉动现象影响,冷凝段温度分布出现分层现象。实验结果为平行流热管换热器的优化设计提供了参考依据。     

商用空调用多元平行流冷凝器的实验研究

针对商用空调应用环境,在换热器实验台进行多组平行流冷凝器性能实验,重点研究环境温度和流程分配对平行流冷凝器的流动和传热性能的影响,并与翅片管式换热器进行对比。实验结果表明:平行流冷凝器的换热量及制冷剂流动阻力均随蒸发温度上升而增大;平行流冷凝器的流程分配对制冷剂流动阻力影响显著;同等条件下平行流换热器的传热性能是翅片管式换热器的3~4倍。合理的流程分配可以提高平行流冷凝器的流动和传热性能,拓展其应用范围。     

平行流热管换热器传热传质特性的数值模拟研究

建筑排风冷能回收是降低建筑能耗的重要手段。本文基于Fluent提供的VOF模型,编写蒸发冷凝相变的UDF程序,对用于建筑排风冷量回收的平行流热管内部的蒸发和冷凝特性进行了数值模拟,计算结果揭示了平行流热管内的气液两相流特性以及复杂相变传热传质的演变过程。结果表明:蒸发主要发生在液池内部,冷凝主要发生在冷凝段和绝热段的近壁面部位;相变传质过程是保证热管高效换热的关键因素。本文结果为设计平行流热管换热器提供理论依据。     

采用微通道换热器的分离式热管空调性能的试验研究

设计了基于微通道换热器的分离式热管空调系统,针对充液率、室内外温差以及冷凝器布置方式对空调性能的影响进行了试验研究。结果表明:高充液率和低充液率均会使分离式热管空调换热性能降低,系统最佳充液率为110%左右;室内外温差对分离式热管空调性能的影响显著,传热量随着温差的增大而增大,分离式热管空调传热量在20℃温差时比8℃温差时增加了348%;微通道冷凝器垂直布置时比平行布置时空调系统的充注量小,制冷量大。     

喷淋蒸发翅管式冷凝器传热传质研究

采用蒸发式冷凝器可以降低制冷装置不可逆传热损失,提高机组效率。该文提出在制冷装置中采用喷淋蒸发翅管式冷凝器,分析了喷淋蒸发翅管式冷凝器的传热过程,建立其传热传质数学模型和设计计算方法,简要分析了环境温湿度、管翅结构、风速、淋水量等一些主要因素对传热传质性能的影响,为该种冷凝器的设计和应用提供理论参考。     

汽车空调平行流冷凝器的仿真研究

分析并选取汽车空调平行流冷凝器传热和压降的数值计算模型,基于平行流冷凝器中的过热段、饱和段和过冷段的数模形态,分别进行压降和传热的仿真计算程序编制。该程序基于给定的冷凝热负荷,可计算出过热、饱和、过冷段各段扁管长度和压降值,对某大型客车平行流冷凝器模拟仿真结果显示,冷凝器扁管总长度模拟值与实测值误差为6.2%,说明仿真模型切合实际。该仿真程序可用于类似新型平行流冷凝器的开发研究,以达到提高开发效率、节省研究成本的目的。     

TFE-TEGDME-He扩散-吸收式制冷系统实验研究

建立了一套以TFE(三氟乙醇)为制冷剂,TEGDME(二甲醚四甘醇)为吸收剂,He(氦气)为压力平衡剂的水冷式扩散-吸收制冷系统,并进行实验研究。结果表明,当热水温度达到112~135℃时,机组可正常制冷,平均制冷功率约0.32kW,最大达0.58kW;同时获取了各换热器的实际传热系数,为kW级扩散-吸收式制冷机组的设计提供理论基础。     

数据机房用热管复合式空调节能性试验研究

为改进现有数据中心制冷空调系统耗能大、运行成本高等不足,设计了一套分离式热管与蒸气压缩式空调复合使用的机房空调系统,试验研究了其在不同环境温度下的制冷量和能效比,并对该复合空调系统节能性进行了分析。试验结果表明:当室外侧环境温度为7℃时,分离式热管制冷量达到最大值4575W,EER高达17.99。因此在冬季或春秋过度季节,仅运行热管工况,就可以满足机房制冷需求。综合全年空调运行工况分析,在哈尔滨、北京和广州地区全年分别至少有67%、52%和19%的时间不需要开启压缩机制冷,这可以大大降低机房制冷系统的能耗。     

热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验研究

搭建了高效利用室外环境空气冷能的分离式热管与蒸气压缩式复合机房空调系统实验台,对系统在热管工况和蒸气压缩式工况的性能进行了实验研究。结果表明:复合空调系统在热管工况下换热量随换热温差、高差、风量的增大而增大;当换热温差进风温差从11.6℃增加到17.4℃,换热量增加了14.4%;风量由2937.4m3/h增加到4196.3m3/h,换热量增加了5.4%;高差由1.1m增大到2.0m,换热量增加了8.3%;该系统的最佳制冷剂充注量为5.4kg。该系统在蒸气压缩式制冷工况下也具有良好的运行效果,且可实现两种模式的灵活切换,表明该复合空调系统是一种的高效可靠机房空调系统。     

过冷器改善低环温热泵机组化霜底部结冰研究

针对常规翅片换热器在低环温运行时换热器的底部容易结冰、融冰困难问题,设计了经济器机组的过冷装置。在基本不增加换热器材料的基础上,通过改变换热器底部的制冷剂管路增加了过冷器。理论分析和测试结果表明:制冷制热性能与原系统基本相同,化霜时翅片换热器底部无结冰现象,最低压力在411k Pa以上,化霜干净彻底。过冷器可以用于新型的低环温经济器热泵机组设计。     

太阳能吸收-过冷压缩复合式制冷系统运行特性实验研究

太阳能吸收-过冷压缩式复合制冷系统是一种新型高效的制冷装置。目前相关研究主要涉及热力学模拟及热力经济设计准则,未在机组实际工作特性方面进行深入研究。因此本文主要通过实验研究复合装置运行特性。该系统能够有效利用60～70℃的低品太阳能,集热器的热效率达到0.69,吸收子系统的制冷量达到3.78 kW,COP约为0.52。与压缩子系统单独运行时相比,复合制冷装置制冷量约增加4.6 kW,COP提升了37.96%,可节约压缩机功耗1.16 kW。     

振荡流热管振荡相变传热特性

本文建立了环路型振荡流热管物理数学模型。数值计算结果表明,汽泡的交替膨胀和压缩使管内工质维持振荡运动,热管冷却端的散热情况是影响振荡流热管内部振荡运动的重要因素。热管内部振荡运动受倾角、充液率和加热功率影响,其变化趋势与前期实验结果基本一致。热管内脉动运动愈剧烈,热管的传热性能愈好。     

气-气热管换热器设计中的一些问题

本文对气-气热管换热器的设计问题作了简要评述,给出便于实际采用的设计方法和考虑原则.热管换热器可以设想成等效的间壁式换热器进行设计计算.文中对设计步骤、计算模型、计算公式和参数的选用、以及方案选择的依据等作了系统说明.     

以R600A为工质的分离式热管的实验研究

对分离式热管的整体热量传递特性进行了实验研究。以蛇形翅片管作为冷凝段和蒸发段进行热管实验,探讨了蒸发器进风面风温及分离式热管蒸发器与冷凝器之间高度差、工质充注量对分离式热管的影响。实验表明,随着蒸发器进风温度的升高,蒸发器与冷凝器换热系数都是呈现先增大后减小的趋势。在冷凝端进风温度恒定为16.55℃、蒸发端进风温度低于60℃时,以R600A为工质的分离式热管的传热量曲线近似于二次曲线,蒸发端进风温度高于60℃时,其传热量曲线近似于一条直线。加大充液率及增加蒸发器与冷凝器的高度差,分离式热管的传热能力均会得到提高。     

新型平板热管换热器热回收效率特性实验研究

本文针对普通住宅房间设计了一台新型平板式热管换热器,该换热器结构紧凑、体积小巧。为研究该换热器的使用条件,本文开展了不同工质(R113、R141b以及这两种工质的混合物)对该热管换热器换热效率影响的实验研究。整个实验在夏季工况下进行,热管真空度为1×10~(-3)Pa,充液量(灌入热管换热器内的工质体积与热管换热器体积之比)为1/3。实验结果表明:该热管换热器热回收效率较高。在整个风量范围内,R141b作为工质的热管换热器换热效果最好,最高效率达到了58.2%。     

多功能热管型二级吸附制冷的循环特性研究

设计了一台以氯化钙/活性炭复合吸附剂和氨作为吸附工质对的多功能热管型吸附制冷机组,采用一种新型的基于二次回热的二级循环方式来降低驱动热源的温度梯度,吸附床的加热解吸、冷却吸附及回热过程均由无外加驱动力的多功能热管工作完成.研究结果表明:当解吸温度为103℃及冷却水温度为30℃时,回热型二级循环相对传统二级循环可显著提高机组的工作性能,制冷系数COP及单位质量吸附剂制冷功率SCP提高幅度均在23%以上;相对单级循环,二级吸附循环的最大优点在于能有效利用更低品位的余热和可再生能源作为驱动热源进行制冷,吸附制冷技术在低温热源场合的应用提供了有效途径.     

离心式制冷机组负荷模拟与分析

对离心式制冷机组的组成与结构进行分类研究,并分别建立了相应数学模型,给出冷凝器和蒸发器的主要工作参数的计算公式。采用直接迭代的数值计算方法,对单级离心式制冷机组满负荷工作过程进行模拟,给出了模拟程序流程。以功率为1934kW的离心式制冷机组为模拟对象进行仿真测试,测试结果表明,模拟的制冷量、功耗以及COP值等与实际的数值误差在4%以内。     

组合式热管换热器在热泵系统中的试验研究

采用组合式热管换热器作为生活浊水余热热泵热水器的热管蒸发器,并在试验台上进行了不同污水进口温度和不同污水流量的可视化试验,通过分析试验结果,发现组合式热管上升管和下降管的温差很大的现象,这与热管特性相矛盾。采用理论分析和实验相结合的方法,研究了热管中产生温差的原因。它主要是由于下降管压力损失较大,使热管工质在热管蒸发器中的滞留引起。