回热无泵氨-水吸收式制冷系统的设计分析

为了充分利用无泵氨-水系统中稀溶液的余热,在系统内串联一个相同的发生容器,并在各发生容器内增设溶液热交换器.利用建模程序,对系统在不同工况下进行模拟计算,分析了外部参数变化对于循环性能的影响,并与改进前的系统进行比较.研究结果表明:当溶液循环率λ=1时,回热系统的制冷性能系数(COP)可达0.295,比原循环的值提高了82.1%;增大λ值,可大大减少所需预热负荷和预冷负荷,从而较为明显地提高系统COP,改善系统制冷连续性,且λ越大,回热系统的优势越明显.初步探讨了回热系统采用二元工质的性能和参数影响,为后续三元工质的应用研究提供必要的指导.     

蒸发冷却冷凝除湿复合新风系统优化

为降低常规热泵驱动的蒸发冷却冷凝除湿新风系统负荷,提出在常规系统流程基础上增加由表冷器和喷淋填料组成的单级全热回收模块,得到改进流程Ⅰ,并建立系统数学模型.模拟结果表明:保持系统总传热传质能力不变,系统性能随全热回收模块传热传质能力的增加先上升后下降,在典型夏季工况下,系统最优性能系数COP相比基础流程提升0.33.为减少回风全热回收过程的损失,提高送风温度,在改进流程Ⅰ的基础上增加送风显热回收模块,得到改进流程Ⅱ,此时系统性能系数COP进一步提升0.12.此外,采用多级全热回收有助于提高空气与水传热传质的匹配性,但会增加水泵功耗,对系统总体性能的提升有限.最后,搭建了基于改进流程Ⅱ的系统试验台,对上述模拟结果进行了实验验证.     

户式空气源热泵地板供暖系统实测分析

空气源热泵与辐射地板相结合是长江流域出现的一种新的住宅供暖方式,部分负荷下的运行能效比(COP)值是决定该系统节能性能的关键.本文在重庆市区某住宅中建立了实验系统,在室外气温接近冬季平均温度、负荷率约为50%的条件下,进行了21个工作周期的测试,测得制热COP平均值为2.75,与额定COP接近;工作周期运行COP平均值为2.07,比制热COP平均值低25%.分析表明,采用水温参数进行热泵机组控制是造成工作周期运行COP较低的主要原因.通过对系统特性的分析,提出采用室温为主参数、结合热泵出水温度进行热泵机组控制的新方案.     

具有补气特性的跨临界二氧化碳制冷系统理论研究

为了提高跨临界CO2制冷系统性能,对具有补气特性的跨临界CO2制冷系统进行了理论分析.在该系统中,利用节流-分离-再膨胀的2次膨胀方法代替传统的1次膨胀方法,导出具有中间压强的饱和气体,再通过压缩机上的补气孔补入压缩腔,以提高系统制冷系数(COP).该文研究了补气压强和补气开始时压缩腔内压强对系统性能的影响并给出优化方案.结果表明: 对于给定的系统运行工况,当补气压强一定时,随补气开始时压缩腔内压强上升,在完全补气时系统COP增大,在部分补气时系统COP减小;当补气开始时压缩腔内压强一定时,随补气压强上升,在完全补气时系统COP减小,在部分补气时系统COP增大;存在最佳补气开始时压缩腔内压强和补气压强值,使得系统COP达到最大值.     

回热型吸附式空调动态特性

基于在回热型吸附式空调样机上开展的大量实验，研究了有关时间因素（如回热时间，回质时间，半周期时间等）对样机性能制冷系数COP和单位质量制冷功率SCP的影响，分析了SCP的瞬态特性，实际循环p-T图的特点，从而探索回热型吸附式空调的动态特性，为进一步改进其性能打下基础。     

回热型吸附式空调样机的改进及性能试验

为了研究改造后的回热型吸附式空调样机对低温余热的利用效率,结合一个试验循环分析系统的稳定热源、冷却水负荷、吸附床工作状况、蒸发器温度控制、样机性能等方面,发现样机在基本稳定的热源驱动下,系统中的各个热力参数的复现性及相对于半周期的对称性良好;利用105℃的低温余热,改造后样机的制冷系数(COP)和单位质量吸附剂制冷功率(SCP)分别可以达到0.492和124 W/kg.另外,在吸附床传热传质方面还具有提高样机性能的较大潜力.     

一种太阳能与空气源双热源热泵系统的性能研究

针对单一空气源热泵和单一太阳能热水器的不足,提出太阳能-空气源双热源热泵系统,分析了太阳辐射强度对系统运行的影响.通过太阳能辅助热泵与空气源热泵运行对比实验得出,在整个加热过程中,太阳能辅助热泵系统的系统运行性能和加热水速率均优于空气源热泵系统.太阳能辅助热泵系统的性能系数COP平均值约为单一空气源热泵系统的3倍.在冬季环境温度较低情况下,太阳能辅助热泵相对于空气源热泵具有明显优势.     

无动力回收冷凝水提高分体空调机性能的实验

家用空调的使用越来越广泛,在湿热环境,空调产生的冷凝水量相当可观.本文利用冷凝水含有可回收冷量的特点,将其用于降低室外机进风温度来提高室外机的散热性能;通过对比分析冷凝水冷却室外机进风前后的空调机性能,提出一种用冷凝水浸湿的湿帘冷却室外机进风的方案,并设计了一套无动力输入的集冷凝水回收与利用于一体的节能系统,并做了初步实验验证,结果显示在室外温度升高0.02%时,室外机进风湿帘可以小幅度拓展室外机工作温度范围,还有空调COP提高了2.6%.既解决了现实中冷凝水的随意排放造成的环境问题,又提高了空调机的空调效果,是一种很好的节能环保技术.     

低品位余热源新型双喷射式制冷系统研究

提出了用气-液喷射器代替机械泵,有效回收低品位余热能源的新型双喷射式制冷系统.该制冷循环本身不需要消耗电能.研究了气-液喷射器的运行特性和喷射系数与工作参数的关系,发现在一定范围内系统效率随工作压力提高而提高,然后下降.分析了双喷射式制冷系统COP与发生器温度、冷凝器温度的关系,模拟了不同余热温度条件下双喷射式制冷系统的运行性能,结果表明制冷剂R123制冷性能优于R134a.系统COP可达0.3.     

复合干燥剂转轮性能测试及其应用

测试了新型复合干燥剂和硅胶的平衡吸附性能.实验结果显示与常用硅胶干燥剂相比,前者的吸湿能力约是后者的2倍以上.为了进一步验证新型复合干燥剂优良的吸湿性能,设计了一台除湿机,测试了转速、再生温度对转轮除湿性能的影响,并且分析了在典型气候条件下,该除湿机在除湿冷却空调中的应用情况.结果表明,采用新型复合干燥剂的除湿冷却空调不仅出口空气的温湿度能够达到送风要求,而且系统性能系数(COP)能达到1.28,比采用硅胶干燥剂的系统COP提高了34.7%.     

自复叠双温冰箱的流程改进和性能分析

针对传统双温冰箱制冷循环存在的不足，提出了自复叠双温冰箱循环，在以前设计流程的基础上研究了4种流程改进方案，并分析了换热器不同布置方式、不同换热效果和分凝分离级数对冰箱性能的影响．模拟计算结果表明：在冷藏室蒸发器前增加逆流换热器只能降低冷藏室蒸发器的温度而不能提高系统性能系数（CCOP）；在冷冻室蒸发器前增加逆流换热器可以提高系统CCOP；在气液分离器前增加逆流换热器可以通过提高气液分离效率来改善系统性能，但CCOP提高不大；采用两级分凝分离方式可以较好地提高气液分离效率，降低压缩机的压力比，提高系统CCOP，也达到了改进系统性能的目的，但流程较复杂．这4种改进流程从不同方面改善了循环工作参数，为改善实际装置的系统性能提供了理论基础．     

开式吸收式热泵型真空干燥系统建模及性能分析

针对传统谷物干燥能耗高,粉尘、废热污染严重,干燥品质较差的问题,提出了一种连续型谷物真空干燥系统,该系统采用开式吸收式热泵回收利用谷物在干燥过程中产生的水蒸气及其汽化潜热,兼具低温真空干燥与热泵节能的双重优势。以连续型真空干燥滚筒实验为依据,设计了基于开式吸收式热泵的连续型真空干燥系统;建立了该系统的物质、能量守恒数学模型;并依托Aspen Plus软件对整个系统流程进行建模,分析了干燥压力、溶液热交换器效率、加热温度和稀溶液浓度对系统性能系数(coefficient of performance,COP)及干燥能耗的影响。结果表明:设计工况下系统COP为1.728 5,干燥能耗为3 346.92 kJ/(kg·H_2O),降低当前传统谷物干燥机能耗的37%;该系统在理论上具有可行性且节能效果显著。提高溶液热交换器效率、降低加热温度以及降低稀溶液浓度均能提高系统COP,降低干燥能耗。     

直膨式土壤源热泵系统的理论与实验研究

对直膨式土壤源热泵系统性能系数随影响因素的变化规律进行分析。在热泵系统制热模式下,采用分布参数法建立该系统的稳态数学模型,运用该模型计算热泵系统的性能参数,并在所建直膨式土壤源热泵系统性能试验台上测试该系统的性能。研究结果表明:管壁温度、制热量、性能系数等的计算结果和实验结果较吻合,证明模型基本可靠;随着冷却水流量的增大,热泵系统的制热量和性能系数都会随之增大;随着冷却水入口水温增大,热泵系统的制热量和性能参数都会随之减小;热泵的性能系数在2.8~4.5之间,高于常规的空气源热泵的性能系数。     

小型海水源热泵空调系统的设计

设计制作了一台海水源热泵空调系统,该系统以海水作为热源。制作设计采用功率为1 100 W定速压缩机,考虑到海水的腐蚀性,海水端换热器选用不锈钢材质的板式换热器。对设计的系统进行实验,结果表明:系统的能量/热量转换效率(coefficient of performence,COP)和制冷性能系数(energy efficiemy ratio,EER)分别为4.159和4.412,比空气源的热泵空调系统(等功率)的COP和EER分别提高26%和33.6%,并且本系统无结霜现象,不会产生城市的热岛现象。     

换热网络优化影响因素分析及局部最优解的跳出策略

在换热网络分级超结构的基础上提出了换热网络优化数学模型,对其用惩罚函数法去约束后通过算例分析其非线性,明确了优化起始点冷热流体的匹配方式以及换热器的面积是影响求解效果与效率的两个关键因素.同时提出了一种基于蒙特卡罗法结合多起点面积法的局部最优解跳出策略,并用算例验证表明,该策略能有效地跳出局部最优解,得到全局最优解.     

基于EBSILON的冷热电三联供系统及能量利用特性

为研究天然气冷热电三联供分布式能源(combined cooling heating and power,CCHP)系统的能量利用特性,以某冷热电三联供能源站作为研究对象,利用EBSILON软件分别建立内燃机组、烟气-热水型溴化锂吸收式冷水机组、换热器组件等模型,分析了烟气-热水型溴化锂吸收式冷水机组在不同烟气与缸套水热源驱动下的制冷系数(coefficient of refrigeration,COP)特性,内燃机组不同负荷率下系统的综合供能特性.研究结果表明,CCHP采用单一热源制冷时,烟气热水型溴化锂吸收式冷水机组以烟气作为驱动热源可获得较高的COP,而以缸套水作为驱动热源时COP较低;在同时具备冷热负荷情况下,高温烟气更适合作为制冷热源,而高温缸套水更适合充当制热热源;采用双热源驱动制冷与单一热源相比,具有更高的综合能源利用效率,在内燃机75％负荷率、WY1工况下,COP与综合能源效率达到最大值1.28与92.0％;而在50％负荷率时采用缸套水作为单一热源驱动制冷机时,COP与综合能源利用效率达到最低值,分别为0.74与76.1％.模型分析得出的CCHP系统综合供能特性,在一定程度上可有效指导冷热电三联供能源站的高效运行.     

以溴化锂溶液为工质的吸收式热转换器热力学分析

以溴化锂溶液为工质的吸收式热转换器为对象,对不同操作温度下的可逆性能系数、基于焓的性能系数、基于有效能的性能系数和循环比与操作温度之间的关系进行了计算和分析．另外,分析了溶液换热器的换热效率对吸收式热转换器系统性能系数的影响．所得结论对于吸收式热转换器的设计和实际操作具有指导意义．     

不同跨临界二氧化碳制冷循环的性能比较

建立了CO2制冷循环各个部件的稳态仿真模型，对6种不同的跨临界CO2制冷循环进行了稳态仿真，衡量了吸气回热、回收膨胀功以及二级压缩等方式对系统性能的影响．结果表明，采用二级压缩并回收膨胀功可以大大提高系统的性能；只采用两级压缩而不回收膨胀功，对系统的性能并没有明显的改善；单级压缩时如果系统中带有膨胀机，采用吸气热交换器可以提高制冷量，但对性能系数(COP)值的影响不大；单级压缩不回收膨胀功时，采用吸气热交换器可以大大提高系统的制冷量和COP。     

二氧化碳汽车空调器仿真与优化

建立了 CO2 汽车空调器的系统稳态仿真模型 ,其中 ,气体冷却器和蒸发器采用二维分布参数模型 ;吸气热交换器采用集中参数模型 ;压缩机的热力计算模型由实验数据回归而得 ;膨胀阀的节流过程近似为等焓过程 .主要参数的仿真结果与文献实验数据的误差小于± 5 % .其于仿真模型 ,在换热器总体积不变的条件下 ,研究了气体冷却器占换热器总体积百分比对系统 COP的影响 .结果表明 ,系统 COP随气体冷却器体积百分比变化存在一个最优值区间 ,在此区间内系统都能获得较高的 COP值     

螺旋折流板波槽管换热器换热与阻力实验研究

以水为工质，对螺旋折流板波槽管换热器、螺旋折流板光管换热器及传统弓形折流板光管换热器进行了壳程和管程的传热及阻力对比实验研究．结果表明，相比弓形折流板光管换热器，螺旋折流板光管换热器总传热系数和壳程换热系数分别提高50％～80％和90％，壳程阻力减少15％～20％；螺旋折流板与波槽管结合使用，换热能力进一步加强，总传热系数是弓形折流板光管换热器的2．01～2．11倍，是螺旋折流板光管换热器的1．15～1．6倍．