不同工质离心压缩机的性能模化

本文探讨了工质不同时离心压缩机性能的近似模化方法,建立了相应的计算机程序,并以海水淡化压缩式热泵蒸馏装置中的蒸汽离心压缩机的性能模化为例进行了说明。     

重力对压缩机气液分离器回油影响分析及数值模拟

蒸汽压缩式热泵作为空间热控制系统对未来航天有着重大的意义,而蒸汽压缩式热泵的核心部件之一是压缩机。为了探究重力对压缩机气液分离器回油特性的影响,对常重力和微重力环境下回油进行分析并开展数值模拟。建立了气液分离器的数学模型,并利用Fluent软件对其内部的气-油混合物进行了数值模拟,探讨了重力对润滑油相分布的影响以及润滑油量和速度对在微重力下流场的影响。数值模拟的结果表明,当压缩机入口速度大于10m/s或重力加速度小于0.04m/s²时,制冷剂和润滑油的混合物可平稳回流。尽管微重力下气液分离器可以正常运行,但是会使大量润滑油进入压缩室,造成压缩恶化,严重影响压缩机的性能,后续会针对微重力下润滑油大量进入压缩室造成的压缩恶化对压缩机进行微重力适应性改造。     

机械压缩式热泵蒸发的优化计算

从系统能量平衡的角度,提出了机械压缩式热泵蒸发优化设计的易控制直接参数——压缩机出口压力,建立了以年总费用最小为目标函数的优化数学模型.实例证明,优化经济效益显著.     

斜盘式及涡旋式压缩机对电动汽车热泵空调系统制热性能的影响

设计了用于电动汽车的热泵空调试验平台,利用步入式低温环境试验舱,研究了不同环境温度下涡旋式压缩机和斜盘式变排量压缩机对热泵空调系统性能和车室内平均温度的影响. 试验结果表明:采用涡旋式压缩机的热泵空调系统,车室内平均温度随时间以近似开口向上的抛物线规律增加;而采用斜盘式变排量压缩机的系统,车室内平均温度随时间以开口向右的抛物线规律增加. 高压管路内工质的温度和压力变化趋势与车室内平均温度变化趋势类似. 在一定的环境温度下,随着压缩机转速的增加,车室内达到舒适温度的时间变短.      

利用工质设计实现制冷热泵近卡诺循环的分析

对利用适宜的循环工质实现蒸气压缩式制冷热泵近卡诺循环进行了分析，包括基本思路、可行性分析、典型工质及其特性，并在相同设备条件和工作温度下，对近卡诺循环制冷热泵和普通循环制冷热泵（R22为工质）的效率进行了计算比较，最后对进一步需做的工作进行了探讨。     

新型部分自复叠热泵的理论研究

提出了一种新型部分自复叠热泵,通过调节复叠率,该热泵可以控制压缩机的排气温度在安全温度(120℃)以内,并且把水加热到生活用热水所要求的温度(55℃),同时使热泵达到最高的能效比(COP).采用Matlab调用NIST制冷剂物性数据库Refprop 7.1编程对该热泵进行理论计算,分析了压缩机排气温度和热泵COP的影响因素,确定了最佳运行状态.理论计算结果表明:采用该新型部分自复叠热泵,可使压缩机排气温度下降30℃左右,当工质R22质量分数为0.28、冷凝器出口温度为55℃时,调节复叠率为0.717,可使压缩机排气温度降低至120℃,系统COP达到2.214.     

基于MEMS技术微型蒸汽压缩式热泵的研制

利用微电子机械系统技术,基于无排气阀微型三角转子压缩机的优化设计,研制了微型蒸汽压缩式热泵的样机.考虑了压缩机与动力系统的匹配问题,对微型空冷冷凝器、微型蒸发器及毛细管长度的匹配进行了实验研究.研制的微型热泵重4 kg,几何尺寸为260 mm×250 mm×120 mm,可以产生约300 W的制冷量,制冷系数cCOP达2.0以上,采用高效锂离子电池作为动力,可持续稳定运行90 min.     

自复叠热泵冷凝器设计

与传统单级压缩式热泵相比较,非共沸混合工质自复叠热泵具有工作温差大的优点,可以扩大单级热泵的工作温度范围,适合于中国北方比较寒冷地区以及需要高温热泵的情况。以自复叠热泵系统用套管式冷凝器为研究对象,重点研究其冷凝过程特性和结构尺寸。分析了混合制冷工质泡点温度和露点温度以及气液相平衡关系,计算了套管式冷凝器的冷凝负荷。根据混合工质和冷却水的换热系数,对套管式冷凝器进行了结构尺寸确定。     

闪发器热泵系统与单级压缩系统性能比较

文章建立了带闪发器前节流的涡旋压缩机热泵系统的数学模型,以哈尔滨的气象参数为例,利用迭代算法,对带闪发器的热泵系统进行了模拟仿真计算,比较了补气系统和单级压缩系统的性能,得出闪发器系统模式和普通单级压缩系统模式的最佳切换区域。     

直热式空气源变频热泵热水系统的特性分析

模拟分析了一种直热空气源变频热泵热水系统,包括水箱模块与热泵模块的理论耦合特性和热泵系统在变工况下的运行特性,并且比较了压缩机频率每变化1Hz和冷凝温度每变化1℃对系统的影响.模拟分析表明:压缩机功率随环境温度变化的趋势为抛物线状,在20℃左右达到最高;制热量与环境温度呈正线性相关;热泵模块出热水流量随环境温度变化呈指数增长;当压缩机有效容积和吸气系数等参数不变时,制冷剂质量流量与环境温度呈正线性变化;制热COP随环境温度呈指数增长,随出水温度的升高而降低;调节频率可以更有效改善系统制热量,而降低冷凝温度从而适当降低用水温度(如42℃),可以更有效地降低功耗、增加出水流量.     

Modeling and Experimental Investigation of a Variable Speed Drive Water Source Heat Pump

Accurate variable speed characteristics are needed for water source heat pumps (WSHP) to design variable speed controls to adjust refrigerant flow rates in heat pumps and air conditioners. The system capacity can then be regulated to match the compressor loads to the heating or cooling needs to improve the energy efficiency and lower energy costs. The motor and compression characteristics of WSHP were modeled to include the coupling between the motor speed and the torque characteristics and compression characteristics. An analytical model is given for a variable speed hermetic scroll compressor that describes various factors, such as the drive frequency, suction pressure, and discharge pressure as a function of the compressor speed. The model was validated experimentally using R22 and R134a in an experimental WSHP with variable speed control using frequency conversion. The results show that the analytical model properly describes the variable speed characteristics and provides a control strategy for adjusting the capacity of scroll compressors to match the heat pump or air conditioner operating conditions.     

两级压缩高温热泵木材干燥的研究

研制出可以实现单级、双级两级压缩的木材高温热泵干燥试验装置,介绍了两级压缩木材高温热泵干燥试验装置的设备组成及工作原理,用马尾松进行了木材干燥试验.结果表明:该试验装置的节能效果显著,平均能量回收率可达28%以上;采用该装置进行的木材干燥过程中的含水率、温度、湿度变化与常规干燥趋势一致.     

热泵系统自动变频调速容量调节研究

设计研究出一种采用自动变频调速容量调节的热泵系统,对其工作机理进行分析,并进行了模拟实验。实验结果表明:热泵系统按质调节方式运行,采用自动调频变速实现容量调节是可行的。当采暖对象温度改变时,热泵压缩机的转速和热量输出在负反馈调节环路的作用下也相应变化,从而保持采暧对象的温度基本稳定。     

太阳能辅助空气源热泵夏季制冷性能提升

翅片上涂有太阳能选择吸收涂料的太阳能辅助空气源热泵夏季运行时冷凝温度升高,导致系统COP和制冷性能下降。为解决这一问题,通过采用正压均流太阳能辅助空气源热泵系统以及制冷对照实验的方法,研究了气流组织形式、太阳辐射强度大小对不同压缩机频率下太阳能辅助空气源热泵系统性能的影响。结果表明,通过优化气流组织形式和改变遮阳条件,系统COP提升14.1%,仅比对照机组低3.0%,表明该设备可直接用于居住建筑;此外,不同系统形式均在压缩机频率为50~60 Hz时具有最高的系统COP,为系统匹配不同负荷特性建筑提供了依据。     

小型低温空气热源热泵循环系统的改进设计

在分析了单级压缩空气热源热泵机组的低温性能的基础上 ,研究了改进的中间注液热泵循环系统。结果表明 :采用改进的热泵循环系统可明显提高制热量 ,同时使压缩终温降低 ,容积效率提高 ,有效的改善了热泵机组的低温性能。此系统已成功的应用于新产品开发。     

CO2跨临界双级压缩采暖热泵理论分析

分析了制约CO2跨临界单级循环在采暖热泵中应用的主要因素;研究了双级压缩回热循环的可行性,对其在两种不同供水温度水平下的应用进行了理论计算和分析,并分别和锅炉供热以及R134a热泵进行了比较.     

亚临界气体喷射器的设计计算

计算气体压缩喷射器可达到喷射系数的研究已很成熟，但对亚临界气体喷射器可达到喷射系数，大多采用气体喷射压缩器的方法进行计算。针对亚临界气体喷射器的特性，给出了3种计算方法：气体喷射压缩器计算方法；喷射泵计算方法；气体喷射器计算方法。研究表明：对膨胀比和压缩比都小于临界压力比的亚临界气体喷射器，膨胀比较大时，工作介质的弹性影响不能忽略；压缩比较小时，引射介质的弹性影响应该忽略；进而得出在膨胀比和压缩比都接近临界压力比时，适宜采用把工作介质视为弹性，引射介质视为非弹性的气体喷射器计算方法：而在膨胀比和压缩比都非常小且接近于1时，应该采用把工作介质和引射介质都视为非弹性的喷射泵计算方法。