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.     

冷凝器风机变频对制冷系统制冷剂流量的影响

为了给制冷剂流量优化控制策略的制定提供方向,以直接膨胀式冷库制冷系统为对象,研究了4种库温工况下风冷冷凝器风机变频对制冷剂流量的影响。结果表明:相同库温下,制冷剂质量流量随冷凝器风机频率的升高而增大,且库温越高,流量变化率越大;对于相同的冷凝器风机频率,制冷剂质量流量随库温的降低而减小。应用SPSS软件,建立了质量流量与蒸发压力、蒸发器出口过热度和压缩比的多元线性回归方程。通过比较标准化回归系数值发现:蒸发压力对质量流量影响最大,蒸发器出口过热度影响次之,压缩比影响最小。     

制冷循环性能测试装置制冷剂R22替代研究

对工程热力学实验之制冷循环性能测试装置的R22制冷剂替代进行理论热力循环计算与物性分析,确定R290作为直接充灌绿色环保制冷剂替代候选,未更换其它部件并进行试验,研究表明:R290替代R22后,制冷剂充注量约为59.3%,降低了R290泄露爆燃危险;单位质量压缩耗功、单位质量制冷量及COP均提高,但由于制冷剂质量流量下降,故R290时压缩机耗功较小,而制冷量及COP较大;有回热制冷循环比无回热时压缩机耗功、制冷量及COP均提高,而制冷量及COP提高更多,因此回热有利。通过大学生创新实践,丰富了实验装置的功能、提高了学生对制冷系统的理解和操作能力,及对环保、节能和创新的意识。     

考虑壅塞特性的电子膨胀阀流量特性模型

分析了电子膨胀阀内部制冷剂的壅塞流动特性，应用均相流和冷冻流模型描述电子膨胀阀的流量特性，用亚稳态特性系数建立膨胀阀质量流量计算模型，并采用某型号电子膨胀阀的实验数据与所建模型的计算值进行对比.结果表明，该模型的计算值与实测值的偏差在-8.59%~7.56%以内.     

采用关联模型的离心压缩机喘振工况数值研究

为了研究管网系统特性对离心式压缩机喘振的影响,建立了包含温度项的关联模型,将管网效应耦合到压缩机出口的边界条件中,实现了压缩机系统从稳定工况到喘振工况的数值模拟。对一离心压缩机流道和无叶扩压器流场进行了非定常数值模拟,结合关联模型得到喘振时压缩机出口处压力及质量流量脉动随时间的变化情况,分析了管网容量、管网出口流量等管网参数对压缩机系统喘振的影响。模拟结果显示:所建模型能捕捉到喘振工况下压缩机出口的参数变化特征;随着管网容量的增大或管网出口质量流量的减小,压缩机出口流量、总压波动幅值增大,工况向喘振振荡特性转变;管网容量对失速频率影响较大,而管网出口流量的变化对压缩机的失速频率影响较小。该研究对进一步分析压缩机管网系统相互影响和喘振预测具有参考价值。     

基于新型制冷剂R1234yf的汽车空调制冷系统的性能分析

采用逆卡诺循环对汽车空调新型制冷剂R1234yf替代R134a的制冷系统进行了性能分析,研究表明:R1234yf可以直接替代R134a制冷剂,不需做重新设计及大的调整;在汽车空调常规运行状态下,R1234yf相对R134a制冷系统,具有系统运行压力低、压缩机排气温度低、压缩比小的优点和COP小、压缩机功率大的缺点;在冷凝温度为50℃,蒸发温度在0~18℃,R1234yf相对R134a制冷剂,COP低4.3%~6.9%;压缩机功率P高4.2%~6.4%。     

制冷空调用涡旋压缩机数学模型

为研究涡旋压缩机结构对制冷空调系统性能的影响,建立了适用于制冷空调仿真的涡旋压缩机的分布参数简化模型。推导出适宜于任意渐开线初始角的包含吸气、压缩和排气全过程的分段函数形式工作腔容积模型和泄漏面积模型;统一考虑工作过程中的泄漏和排气,建立了基于能量守恒、质量守恒和实际气体状态方程的涡旋压缩机模型,并用四阶Ronge-Kutta法求解。将模拟计算的压缩机功耗和质量流量与Winandy的试验结果进行对比,结果表明,该模型能够准确地描述涡旋压缩机的吸气预压缩、压缩泄漏以及排气过压缩等详细工作过程。该研究为涡旋压缩机及其制冷系统的性能研究提供了有效工具。     

大容量定速空调机油分离器设计必要性的分析研究

为保证空调压缩机的正常运转,系统中必须有充足的冷冻油保障压缩机润滑,否则压缩机会发生严重磨损和过热而损坏。因此在进行制冷系统循环设计时,需要考虑系统润滑油能否顺利返回压缩机,是否需要追加油分离器保证回油。该论文基于流体力学基本原理,建立回油模型,根据润滑油的净体积流量为零和制冷剂蒸汽速度与油气界面速度的关系,获得制冷剂蒸汽的最小回油速度,并与系统实际运行时制冷剂最小蒸汽速度做比较,计算得出空调机在进行系统设计时是否需要追加油分离器进行回油。     

变频矿用主通风机流量比与功率比的非等比特性实验研究

为了解决普遍存在的变频调节节能预估偏大的问题，利用自主研制的矿用主通风机实验平台，开展了多变频率主通风机流量与功率的实验实测.以经典的三次方等比比例定律公式为基础，应用最小二乘法进行了15个变频调节工况的实验数据处理拟合，得到了流量-功率的三次方多项式，并得到了流量比-功率比的三次方多项式.实验所得的流量比-功率比公式及其曲线，表明流量比-功率比存在可逼近的极限值，具有非等比例变化特性.该非等比变化律公式提供了一种主通风机变频节能率的预估方法.     

制冷剂参数对混合制冷剂循环液化天然气流程性能的影响

分析了高、低压、混合制冷剂的入口压力、温度、组分的摩尔分率对流程制冷剂流量、压缩机功耗、冷却水的冷却量及丙烷预冷量的影响,利用所编制的计算机软件计算了这些参数对流程性能的影响,计算结果表明,制冷剂流量受高压制冷剂的压力和温度以及混合制冷剂中甲烷的摩尔分率影响较大;压缩机功耗受高压制冷剂的温度、低压制冷剂的压力及混合制冷剂中甲烷的摩尔分率影响较大;冷却水的消耗量受低压制冷剂的压力及混合制冷剂中甲烷的     

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.     

制冷压缩机热力性能的神经网络模拟

压缩机热力性能的准确计算,对于使用压缩机制冷空调装置的优化设计起到很关键的作用,而单纯的理论模型难以反映实际的复杂因素,影响计算精度．采用人工神经网络与传统理论模型相结合的方式,建立智能型的压缩机热力计算模型,利用人工神经网络的自学习和泛化功能改善压缩机容积效率和电效率的计算模型精度．神经网络采用多层前向网络（ＭＬＰ）,网络训练采用同伦ＢＰ算法．对房间空调器用滚动转子式压缩机启动过程的输入功率变化,以及汽车空调器用变转速往复式压缩机的容积效率进行仿真,并与实验结果对照．结果表明,智能型压缩机模型很好地改善了传统计算模型的精度,而且适应能力更强     

毛细管两级串联节流特性

基于单根绝热毛细管模型建立了绝热毛细管的两级串联节流模型,并根据房间空调器的相关实验数据进行了验证,以两级毛细管的同何尺寸（内径和管长）为变化参数,通过模型对串联节流流量特性进行了仿真和分析,发现了流动壅塞位置的多样性及其对流量的影响,提出了可以指导房间空调器中串联毛细管设计的两点结论：高压连接管只要满足一定的几何尺寸范围就能起到辅助节流的作用;热泵工况下辅毛细管的内径是影响流量的主要参数。     

喷水涡旋空气压缩机工作特性的研究

从变质量系统热力学原理出发,考虑喷水涡旋空气压缩机的换热及工作特点,建立了其热力学模型.通过对喷水涡旋压缩机工作过程的模拟,分析了转速、喷水量、功率、排气温度等参数之间的关系.模拟计算及实验结果表明:当喷水量为60kg/h,排气压力为0 2MPa时,涡旋压缩机的实际功率接近于等温功率,并且随着转速的提高逐渐偏离等温功率;容积效率随着转速的提高而增大,在转速小于3000r/min的范围内,转速对涡旋压缩机的容积效率影响较大;排气温度随着喷水量的增大而降低,与绝热过程相比,在压比为2 0时,排气温度的降低大于40K;喷水引起的额外耗功比压缩机的指示功率小3%.     

直线冰箱压缩机的频率特性

为了开发高性能、高可靠性的直线冰箱压缩机,从理论上分析了影响直线压缩机固有频率的因素,通过实验研究了直线压缩机在不同排气压力和工作频率下的工作特性.研究结果表明:直线压缩机的固有频率不仅与运动组件质量和弹簧刚度有关,还受到排气压力及活塞行程的影响,随排气压力的增大而增大;在不同的排气压力和活塞行程下,当工作频率接近固有频率时,压缩机的工作电流和输入功率最小,压缩机效率最高,工作可靠稳定.在设计直线冰箱压缩机时,为了使其高效、可靠稳定地运行,应保证额定运行工况下的固有频率与工作频率相等.     

基于LabVIEW平台的空压机自动化测试系统

活塞式空压机通过压缩气体驱动各种风动机械,已得到广泛运用。空压机可靠性主要包含了功耗、排气量、工作压力以及零部件的寿命等,是顾客满意度和忠诚度的保证。传统的空压机可靠性测试以人工测试为主,受测试员主观判断的影响,很难实现对样本运行状况的实时记录和保证样品测试工况与设计工况一致,其测试结果越来越缺乏说服力。文中应用NI公司的LabVIEW软件及其硬件平台设计了空压机自动化测试系统,实现了对空压机可靠性自动化测控的方案。该系统实现了空压机的可靠性、测试工况的一致性和测试数据的完整性,节约了测试的人力并提高了产品的测试进度。     

多级轴流式压气机平均模型级特性获取方法

针对压气机的级特性计算问题,提出轴流式压气机平均模型级特性的概念,并对经典的相似定律进行改进,使相似工况下各级进出口运动相似条件得到满足.在保证高转速工作区压气机特性计算误差最小化的前提下,采用最优化方法辨识平均模型级特性,结合相似模化的修正方法外推得到模型级完整特性图,进而采用逐级计算的方法重构出压气机完整特性图.新方法改进了传统外推方法,计及到空气密度变化差异和压气机转速对压气机特性的影响,充分利用已有的压气机特性数据并能够在特性线外推中更好地体现压气机自身特性.     

车载超高速永磁无刷电机驱动器

超高速永磁无刷电机因其低电感和高换相频率而普遍面临转子与定子过热的困扰,而发热的一个重要原因是进行脉冲宽度调制(PWM)引起的高频电流谐波.对于逆变器处直接斩波调速方式,需要通过提高斩波频率以减小电流谐波.但对于像燃料电池汽车空压机用10 kW级电机驱动器,现有功率开关器件无法同时满足开关频率和功率的要求.因此在逆变器处斩波调速并不是驱动超高速永磁无刷电机的理想方案.为了减小定转子损耗,本文从减小电流谐波的角度出发,设计了一台前置Buck变换器无位置传感器控制方波驱动器.通过反电动势滤波电路以及换相位置补偿角的优化设计将无位置控制的适用范围扩展到3000~100000 r·min-1,对开发过程中遇到的关键问题进行了分析并提出了相应解决方案.最后,通过实验验证了该驱动器的控制性能.     

变频空调压缩机电机高频参数的提取

为了分析变频空调中压缩机电机对变流器产生的传导电磁干扰(EMI)的传播特性的影响,建立了考虑输入线对地电容的压缩机电机高频等效电路模型。基于电机阻抗频率特性测量和最小二乘法拟合,提取了电机高频参数。仿真分析了各高频参数对传导EMI的影响,确定了绕组中性点对地电容是最灵敏的参数。通过在电机三相输入端和接地线间施加脉冲电压激励,比较了响应电压波形及频谱的仿真和测量结果,对模型进行了验证。结果表明:该电机高频模型及其参数提取方法是有效和准确的。     

多级轴流压气机失速边界预测方法研究

对Ｃ．Ｃ．Ｋｏｃｈ所提出的计算轴流压气机失速压计升能力的方法加以改进，提出改进的预测失速流量的半经验准则，并对２台１０几级轴流压气机的多条转速线进行了计算，与实验结果相比，吻合良好，符合工程应用要求。