《蒸发式冷气机》国家标准起草中的关键问题研究

探讨蒸发式冷气机国家标准起草的主要技术指标.结合起草标准和实际情况分析蒸发式冷气机工作的基本条件、风量的测试、蒸发效率、制冷量、蒸发量、能效比以及噪声等核心问题,给出了我国蒸发式冷气机标准的性能评价指标,为标准的进一步完善提供了理论依据和借鉴方法.     

热管式两级蒸发冷却空调系统性能实验研究

提出了用于暖通空调领域新、排风能量回收的热管式两级蒸发冷却空调系统.第一级采用热管式间接蒸发冷却器,热端布置4种散热方式:(1)传统类型的显热散热;(2)排风经过喷水室降温后进入热端;(3)排风经过填料式直接蒸发冷却器降温后进入热端;(4)直接在热端顶部淋水.第二级采用填料式直接蒸发冷却器.通过对比实验发现,相对于方式1,方式2,3,4新风进出口干球温差上升了1.0~2.4℃,热管换热器换热效率提高了7.6%~16.2%.其中以方式4效果最佳:新风温降9.5℃,换热效率67.6%.     

细水雾室外环境降温效果的数值模拟

利用CFD 软件Fluent的Realizable k-ε模型和离散相模型对不同液滴粒径的细水雾室外环境降温效果进行数值模拟,模拟了夏季室外大空间环境中的细水雾弥散输运过程和传热传质特性,获得细水雾气液两相流动的流场、温度场和湿度场的分布情况,并对某工况的降温效果进行人体舒适度指数预报.模拟结果表明,小粒径液滴主要在射流的起始段和过渡段中蒸发,大粒径液滴在射流的核心区与回流区中蒸发;增大液滴直径后,细水雾的蒸发时间延长,细水雾降温效果增强,降温影响空间扩大.不同身高的人群均可以感觉到明显的降温作用;增大液滴直径后,细水雾增湿范围扩大,增湿幅度基本不变,不会造成局部环境相对湿度的明显增加;细水雾室外环境降温可以有效降低人体舒适度指数,有效改善室外环境质量.     

蒸发冷却节能技术在电站冷却系统中的应用研究

介绍了电站冷却系统的特点,着重概述了蒸发冷却技术的工作原理,并分析了蒸发冷却技术应用于电站冷却系统中的可行性及优点,提出采用蒸发式冷凝凝汽系统代替传统湿式冷却系统,或将蒸发式冷凝凝汽器作为夏季尖峰发电时刻空冷电站的并联冷却设备,具有较好节能效果,最后对蒸发冷却技术的应用前景进行了展望.     

湿帘降温系统在陕西某温室的降温特性

为了研究陕西地区现代农业温室的降温特性,通过测试陕西省富平一栋采用湿帘-风机降温系统的温室室内温度、湿度,研究其湿帘降温效果、系统特性、温室的温度空间分布等．通过理论计算与实际测试对比,分析了循环水温对湿帘蒸发冷却效率的影响,验证了高温、低湿气候条件下湿帘-风机这一降温系统的实际降温效果．试验结果表明,温室1m高处平均降温6.7℃,最高降温9.2℃,湿帘蒸发冷却效率高达90.3％,当低于空气湿球温度的循环水时,能够提高湿帘的蒸发冷却效率．     

蒸发式冷凝器应用于地铁工程的适用性浅析

通过简要介绍蒸发式冷凝器工作原理、特点,并结合地铁工程中通风空调系统的特点,选取一个典型地下车站对采用蒸发式冷凝器进行了技术经济比较分析,结果表明与传统的水冷冷水机组空调系统和风冷冷水机组空调系统相比,在技术上有其特有的特点,并提出在使用范围、适用条件、设计、施工及运行管理等方面有待研究和验证的一些问题.     

扎布耶盐湖卤水-10℃冷冻后0℃等温蒸发实验研究

西藏扎布耶盐湖年平均气温-0.4℃,为了更好地了解该卤水在自然条件下的蒸发结晶规律,对冬季卤水-10℃冷冻后0℃等温蒸发实验进行了研究.实验结果表明:在低温0℃蒸发状态下,锂以碳酸锂形式在整个蒸发过程中分散沉淀,固相最高质量分数仅达0.094% ,因此难以获得较高品位的富锂混盐;硼在全蒸发过程中都以硼砂形式自然沉淀,固相中硼砂的质量分数最高达到1.89%;钾在蒸发过程中则以氯化钾和钾芒硝析出.液相中K+的质量浓度最高达到29.38 g/L;B2O3的质量浓度在蒸失率为95.95%时达到最大值18.69 g/L,此时液相中硼B2O3的质量浓度为初卤中的16.7倍;液相中Li+浓度最大值为4.83 g/L.     

制冷装置冷凝器系统的设计及研究

制冷装置的冷凝系统是依据压缩机的负荷、使用条件及使用环境确定的.冷凝系统的选择直接影响制冷装置的能耗指标.合理的选配制冷装置的冷凝系统,对耗电量和耗水量的节省至关重要.通过对相同负荷冷库进行不同形式的冷凝系统的设计和计算.分析了各形式冷凝系统的能耗及其相应的制冷装置的产冷量.结果表明蒸发式冷凝器工作时间水量少,但耗水量多.因此水源充足,湿球温度较低的地区使用蒸发式冷凝器可以提高制冷系统的能效比.     

开式通道内液氮喷雾的降温特性

为了研究液氮喷雾参数对环境模拟空间温度分布的影响,首先搭建了由液氮喷雾系统和低温测试系统构成的开式通道液氮喷雾冷却实验系统,利用CFD软件针对开式空气回路系统中实验段建立了三维液氮喷雾数值模型,采用欧拉-拉格朗日方法进行液氮喷雾模拟研究,最后进行了实验验证,分析了喷雾质量流量、粒径、喷嘴数量和气流速度对液氮喷雾蒸发和空间温度分布的影响。研究结果表明:随着液氮喷雾液滴直径的减小,液氮与环境气流的换热面积增加,换热效率提高,降温效果改善;当液氮喷雾质量流量增加时,单位时间内喷入空间的液氮量越多,蒸发率越大,冷却效果越好,空间及出口截面的温降越大,但降温速率的增加趋缓;随着喷嘴数量的增加,液氮蒸发量和蒸发率增加,降温效果改善,出口截面温降增加,但出口截面温度分布均匀性会受到喷嘴布置位置的影响;当喷嘴数量增加到一定程度时,液氮的蒸发和降温几乎不受影响;随气流速度增大,液氮的蒸发量和蒸发率逐渐减小,出口截面的平均温度较高。为了增强液氮的蒸发量并强化空间的降温效果,可增加液氮喷雾流量、减小喷雾粒径和气流速度,以及适当增加喷嘴数量,同时需考虑多喷嘴的布置位置。     

蒸发式冷凝器空调系统的性能及应用

对基于蒸发式冷凝器的空调系统进行了性能测试,发现即使在相对湿度较大的运行环境下,空调系统的性能系数(COP)仍可达3.5左右;空气湿球温度对蒸发式冷凝器的排热性能影响明显,在测试范围内,当其它控制参数不变时,湿球温度每上升1℃,排热量下降5%左右.对蒸发式冷凝器及空调系统进行了变工况条件下的性能测试,结果表明随着冷负荷的降低,系统COP和冷凝器能效比均有所下降,但采用变风量的运行控制策略,系统性能系数可提高5%以上.通过与空冷式空调系统的比较分析,表明即使在夏热冬暖地区,基于蒸发式冷凝器的空调系统仍具有较好的应用前景.     

机械泵驱动两相冷却系统工作点温度控制

对系统的控温原理和主要方法进行理论阐述,从而确定采用对储液器温度的主动式控温方法实现对蒸发段工作温度的控制思路.提出"回路直接冷却"和"半导体制冷片--系统回路协同工作"这2种储液器温度控制方法,并且对其控温精度和降温速度等技术进行实验研究.结果表明,改进前,采用"冷回路"向储液器漏热并结合加热器实现温度控制的设计方案控温精度仅为±0.4℃,且在需要快速降低蒸发段工作温度时较难实现;改进后,采用半导体制冷片同系统管路协同运行的方法不仅可控性大大增加,而且降温速度从原来的0.12℃/min提高到0.36℃/min.在模拟外太空边界温度波动幅度的条件下,改进前、后温度控制方法蒸发段的控制精度分别为±0.4℃和±0.1℃,从而克服了该类系统在工作温度控制中降温速度慢、控温精度低的缺点,并可推广到热管、毛细泵驱动回路等类似的航空航天两相冷却系统中.     

二次加湿蒸发降温系统性能研究

构建了二次加湿蒸发降温装置,对系统的性能进行了实验研究.研究结果表明:在风速一定的条件下,入口空气干球温度越高,相对湿度越低,冷却效率越高,制冷效果越好;在干湿球温度一定的条件下,入口风速越大,冷却效率越低,当风速超过3.5m/s时,冷却效率低于63%;同等条件下,二次加湿蒸发降温系统的出口温降比直接蒸发冷却系统的出口温降平均高2℃左右,加湿量增加5%～10%,冷却效率提高4%～10%.     

掺海绵多孔水泥混凝土力学和降温性能

为研究海绵掺量对多孔混凝土性能的影响,采用水泥、硅灰、4.75~9.5mm粗集料和海绵,配制了海绵含量分别为0、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%、0.50%、0.55%的海绵水泥混凝土混合料,压实成型试件后,进行了强度、吸水能力、蒸发时间、降温性能以及抗冻性试验。试验结果表明:当海绵含量小于0.50%时,掺入海绵对试件强度无明显影响,抗压、抗折强度最大值分别可以达到20.7MPa和2.47MPa,继续增加海绵含量强度呈下降趋势;当海绵含量为0.45%时,吸水能力最强,为0.144g/cm3;在相同环境温度下,水分蒸发与吸水能力密切相关,吸水较多的试件能够在较长的时间里维持较高的蒸发量,利于降温;在最高气温为37.4℃的测试条件下,海绵含量为0.45%的海绵水泥混凝土表面最高温度分别比沥青混凝土和普通水泥混凝土降温7.6℃和4.9℃;此外由于内部存在水分,海绵水泥混凝土在冻融后强度会有所下降,但不明显。     

采用液氮喷雾技术的低温环路结构模拟系统研究

为进行座舱盖高空低温环境飞行疲劳试验考核,设计并搭建了采用液氮喷雾技术的小型环路结构低温环境模拟测试试验台,开展了风速以及喷射流量对系统降温速率影响的特性研究。试验测试了在液氮喷雾流量为37.2、42.4和49.3 kg/h,系统风速为2.21、4.53和6.77 m/s时,工作段温度从21℃降至-30℃时各测试面的降温特性,验证了运用液氮喷雾技术快速降温的可行性。结果表明:在相同喷雾流量下,风速越大,环路的降温速率越慢,测试面的温度均匀性越好;在相同风速下,喷雾流量越大,降温速率越快,测试面的温度均匀性越差。液氮喷雾降温能够满足座舱盖疲劳测试的低温环境要求,工作段温度场均匀性良好。本文研究可为低温环境模拟系统和大空间液氮喷雾冷却系统的设计提供参考。     

蒸发互补关系的区域变异性

为了研究蒸发互补关系的区域变异性,该文引入了水汽压-温度(p-t)状态空间.在蒸发互补关系中,湿润环境蒸散发量通常采用Priestley-Taylor(P-T)公式进行计算.研究表明:大气环流和洋流将热量和水汽由低纬度向高纬度输送,导致P-T公式中的参数α随纬度增高而增大;海陆之间的大气运动将水汽由海洋输送到陆地,导致α随着离海洋距离的增加而减小.这与中国108个流域的水文气象数据所揭示的规律是一致的.     

小型冰蓄冷空调系统运行方式的分析

本文以挖掘小型冰蓄冷空调系统的移峰填谷潜力为目的,围绕小型冰蓄冷空调系统运行方式这一主题展开了分析.从蓄冷系统所用冷媒上考虑,对比了直接蒸发式和间接冷媒式的特点.针对中小型空调装置中,90%以上的电力是压缩机消耗的现状,提出了在供电高峰期停止压缩机运转而使用一种蓄冷装置,从而既达到同样的制冷效果又控制了空调装置的电力消耗.     

水平管外降膜蒸发传热性能实验研究

建立了降膜蒸发实验台,研究了在低压状态下水平管喷淋降膜蒸发的传热性能.实验蒸发管分别使用光管和某种型号强化管.实验测试了管子结构、喷淋流量以及在喷淋液中加入添加剂对换热的影响.结果表明,喷淋流量增大,管外换热系数和总传热系数都会有一定的增加,当增大到一定程度会出现换热效果变差的情况.强化管的总传热系数比普通光管高62%.本次实验使用的质量分数为4.15%的添加剂对于换热无强化效果.     

HDPE微注射成型条件下非等温静态结晶

利用差示扫描量热仪(DSC),物理模拟HDPE微注射成型模腔中心层的静态非等温结晶过程,将样品从80℃以10℃/min升温速率升至180℃,并保温2 min。然后在液氮冷却作用下分别以5,10,15,20℃/min的恒降温速率,将温度降至80℃,得到静态非等温结晶DSC热流曲线,并利用Eopoxobeku方法对HDPE非等温结晶动力学参数进行解析。研究结果表明:当降温速率从5℃/min增大到20℃/min时,HDPE结晶起始温度从121.81℃下降到118.93℃,结晶度由86.19%增大到90.34%,非等温结晶动力学曲线在结晶初期基本上呈线性关系,而在后期不呈线性关系;结晶初期降温速率对晶体成核和生长机理的影响比较大,而结晶后期晶体成核和生长机理受降温速率的影响较小。     

蒸发式过冷水制流态冰方法

提出了一种改进型的过冷水制流态冰的方法(蒸发式过冷水制流态冰):水在低含湿量的空气中喷淋并蒸发降温到过冷状态;利用溶液除湿循环与制冷循环联合运行来保持蒸发过冷时空气的适宜温度与湿度;制冷循环的冷凝放热被回收利用于驱动溶液除湿循环.该法不仅避免了传统过冷水制流态冰的管内冻结堵塞的问题,而且可通过对内部废热的运用降低对电能的依赖从而提高了运行效率.在系统的各部分进行建模的基础上进行了热力学性能分析,结果表明,在一定的工况下,与传统过冷水制流态冰的方法相比,该方法的制冰性能系数更高,最多可提高98%.     

太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统性能分析

为进一步研究太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统的性能,建立一维喷射热泵系统热力学模型(高温级以R1234yf为制冷剂,低温级以R245fa为制冷剂).采用能量模型和■模型相结合的方法,研究设计工况的变化对系统性能的影响.研究结果表明:当冷凝温度从45℃升高到70℃时,系统机械效率(COP_m)从6.28减小至3.42,以集热量为基准的热效率(COP_s)从0.79增大至1.00,以集热器吸收的有效热量为基准的热效率(COP_h)从1.55增大至1.95,■效率从20.0%增大至31.8%;当蒸发温度从-20℃升高到0℃时, COP_m从4.58增大至5.28,COP_s从0.75增大至1.03,COP_h从1.46增大至2.02,■效率从23.3%增大至28.9%;当中间蒸发温度从5℃升高到25℃时,COP_m从4.33增大至5.14,COP_s从1.05减小至0.84,COP_h从2.00减小至1.75;当中间蒸发温度为13℃时,系统■效率最大值可达25.7%;在冷凝温度和蒸发温度不变条件下,13℃是较为合理的一个中间温度值.