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。     

跨临界制冷循环中二氧化碳在毛细管内的流动仿真

根据跨临界制冷循环中二氧化碳在毛细管内流动过程中的状态变化,毛细管划分为超临界气体区、液体区和两相区。针对各分区建立均相数学模型并进行模拟计算。研究结果表明:毛细管内的流动主要是超临界气体区和液体区的流动,两相区的长度短,而且两相区中制冷剂的干度增加快;随着入口温度的升高,超临界气相区长度逐渐增加,而液相区长度缩短,直至接近于0 m,而两相区的长度虽然有一个先增加后缩短的变化过程,但变化幅度小,几乎不变;当其他参数固定时,毛细管总长度随入口压力成比例增长,而与入口温度成反比例增长;此外,当内径或质量流量改变时,毛细管长度变化明显。     

跨临界二氧化碳循环分析

本文中为了优化空调系统跨临界二氧化碳循环性能系数(COP),制定了一个数学模型。对模型的分析表明,非单调(nonmonotonically)跨临界二氧化碳循环变化的COP与散热压力有关;对应于最高COP值存在一个最佳的散热压力。最优值散热压力主要依赖于气体冷却器的出口温度、蒸发温度和所选压缩机的性能。基于周期模拟,可以得出在适当参数下的最佳高压压力的相关性条件。     

跨临界CO2蒸气压缩/喷射制冷循环理论分析

对跨临界CO2蒸气压缩/喷射制冷循环的理论研究,特别是对喷射器工作特性进行数值模拟,有助于改善实验系统的制冷性能。使用动量守恒和能量守恒方程建立了喷射器模型,同时考虑了系统稳态下喷射器出口干度和喷射系数的耦合关系。比较了不同的CO2冷却放热压力、蒸发温度、喷射器喷嘴效率和扩压效率等对理论循环性能的影响。理论分析表明:优化的喷射系数能显著改善制冷循环性能,蒸发温度和CO2冷却放热压力对系统性能的影响比较大,系统性能系数和喷射器喷射系数对喷射器的喷嘴效率和扩压效率的变化不敏感。     

二氧化碳跨临界制冷循环系统能效分析

在分析R134a循环系统和带中间冷却器的双级压缩C02制冷循环系统的工作过程及性能特点的基础上,提出了制冷循环系统冷却器的设计依据。通过建立热力学模型,对CO2跨临界双级压缩制冷循环进行了数值仿真计算,并将计算结果与R134a循环系统进行对比分析。通过制冷循环效能分析,重点研究了影响系统循环的主要参数,如排气出口压力、回气过热、蒸发器温度和COP的表现,旨在为实际系统设计提供参考。     

跨临界CO2制冷循环性能的研究

文中对理想的跨临界ＣＯ２制冷循环,进行了理论分析和性能计算,揭示了该循环的一些特点：对于一定的冷却器出口温度,对应一个使系统性能系数最佳的冷却压力,而且系统性能系数最佳时的冷却器出口温度与冷却压力的对应关系,可以用一个简单的代数式表示;提高蒸发温度可显著提高循环的性能系数;当冷却压力较低时,提高循环的吸气过热度,可显著地提高系统的性能系数;冷却器出口温度越高,效果越明显,当蒸发温度和冷却器出口温度较高时,减小回热器传热温差,可有效地提高系统的单位容积制冷量和性能系数．这些结论,对于跨临界ＣＯ２制冷系统的运行操作具有重要的指导作用．     

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。     

小型制冷设备制冷剂回收问题及设备研发

分析了制冷剂回收技术及设备的现状,介绍了小型制冷剂回收机的研发原理和研制情况,提出了进一步研发的有关问题和努力方向。     

具有喷射制冷的SOFC/TRCC电冷联供系统4E分析

提出了一种通过跨临界CO₂循环(TRCC)和喷射制冷循环(ERC)回收固体氧化物燃料电池/燃气轮机(SOFC/GT)余热的新型电冷联供系统.在工程求解器(EES)软件环境下建立了系统的数学模型,从能量、■、环境和经济(4E)的角度对系统进行研究,分析了关键参数变化对系统性能的影响.结果表明：联供系统在设计工况下净输出功率为272.874 kW,可向用户提供15.785 kW冷负荷,系统总成本为0.288 8元/(kW·h);系统总发电效率、总■效率和能源综合利用效率分别为68.12%、66.60%和72.06%;增加燃料利用率或提高SOFC入口温度和增大TRCC透平入口压力都可提高联供系统的■效率,当空燃比达到10.88时,系统■效率达到最大值66.94%;增大燃料利用率和SOFC入口温度或降低TRCC透平入口压力可降低系统总成本,在空燃比为10.57时达到最小值0.280 8元/(kW·h).     

System design and analysis of the trans-critical carbon-dioxide automotive air-conditioning system

As an environmentally harmless and feasible alternate refrigerant, CO2 has attracted worldwide attention, especially in the area of automobile air-conditioning (AAC). The thermal property of CO2 and its trans-eritical refrigeration cycle is very different from that of the traditional CFC or HCFC system. The detailed process of CO2 system thermal cycle design and optimization is described in this paper. System prototype and performance test bench were developed to analyze the performance of the CO2 AAC system.     

CO2热泵热水器充注量确定及系统实验研究

设计搭建蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试实验台,采用额定工况法理论计算系统充注量,实验研究充注量对系统性能的影响并确定系统最佳充注量.在最佳充注量下,实验研究节流阀开度和气冷器水流量的变化对系统性能的影响.结果表明,充注量的变化对排气压力、性能系数COP影响最大,对蒸发压力影响很小;节流阀开度过小会提高系统高压压力,增加系统能耗,而对产热水温度提升不大;只有气冷器水流量适中时,系统才能在较高的COP时提供温度满足使用要求的热水.     

CO2滑片膨胀机热力过程的试验研究

为了提高制冷系统的效率,研制了滑片膨胀机,以替代跨临界CO2制冷循环中的节流阀.利用膨胀机气缸上2只相隔一定角度的压力传感器,获得了工作腔内压力随转角变化的完整曲线(p-θ图),并通过p-θ图分析了膨胀机的内部热力过程.研究结果表明:所研制的滑片膨胀机能够实现连续、稳定的膨胀过程,但严重的内部泄漏使得膨胀过程中的压力下降非常迅速,并导致过度膨胀现象发生;通过在滑片底部设置弹簧,改善滑片与气缸内壁之间的密封,在p-θ图上能观察到膨胀过程趋于理想的情况;在膨胀机的进、出口之间密封圆弧处增加密封条,可以显著提高膨胀机的进、出口压力差,说明该处泄漏得到大幅减少;所研制的膨胀机绝热效率在20%左右,且随转速的改变没有明显的变化,降低高压差下的气体泄漏是今后样机改进的重点.     

空气/水混合工质制冷循环理论计算

介绍一种混合工质制冷循环,以空气和水两种自然物质的混合物为工质,实现绝佳的环保性能.水的相变改善了空气的压缩和膨胀过程,同时又增加了制冷量,使循环具有很高的经济性.对循环进行了简单的热力分析,并在不同的给定条件下,对各点的状态参数和循环性能参数进行了理论计算.结果表明,在膨胀功充分利用的前提下,环保制冷循环的制冷系数COP=6~7.     

磁制冷技术和纳米磁制冷工质的研究进展

综述磁制冷技术的原理和磁制冷工质的研究现状 ,重点介绍了纳米磁制冷工质的研究进展.     

NH3/CO2低温制冷系统研究

研究了一种NH3/CO2 复叠式低温制冷系统 ,其中高温部分采用NH3做工质 ,低温部分利用CO2 为工质 .通过对NH3/CO2 复叠式制冷系统的性能进行的热力学模拟计算 ,分析了该循环的运行参数和性能系数在中间温度和冷凝温度改变时的变化规律 ,结果表明 :在同一冷凝温度下 ,复叠式两级低温制冷系统存在一个最佳中间温度 ,使系统性能系数最大 ,在最佳中间温度的± 5K范围内 ,性能系数降低很少 ;高温级冷凝温度改变时 ,循环性能系数也要随之变化 ,随冷凝温度增加 ,系统达到最大性能系数时的最大中间温度也增加 .研究结果为该复叠式制冷系统的优化设计和实际运行提供了理论基础     

CO2蒸气固体颗粒制冷系统

压缩式制冷装置通常利用液体汽化吸热来获得冷量,由于CO2在三相点-56℃以下时产生固体,故不能用它作为制冷剂来获得-56℃以下的低温环境.提出一种利用CO2蒸气固体颗粒作为制冷剂的制冷系统,可以以CO2为工质获得三相点以下的温度.在该系统中,采用可调喷嘴、升华器、高、低压流量调节阀代替原系统中的蒸发器,并对该系统进行了理论循环分析.结果表明,理想情况下该系统COP比现有的制冷系统高约50%.     

环保型CO2跨临界制冷系统

自然工质CO2是一种不对臭氧层产生破坏,具有很小的温室效应系数的制冷剂,本文介绍了跨临界CO2制冷系统的构成和控制特点,分析了影响其性能的主要因素,设计了CO2制冷压缩机、换热器、节流机构的关键技术,影响CO2制冷压缩机性能的主要因素是泄漏,影响压缩机以及所有循环系统配件安全性的主要因素是其结构强度,CO2制冷系统换热器设计的趋势是采用高流量密度的小管径和微通道换热器,这有利于提高换系数和承受高压,节流阈把高压侧压力节流到蒸发压力,同时控制高压压力并使其随气体冷却器出口温度的变化而变化,CO2,制冷系统调节特性与传统制冷系统不同。     

CO2跨临界循环系统润滑油分析

为保证CO2跨临界循环系统的稳定运行，选择与之相适应的润滑油，在分析摩擦润滑特性的基础上，采用实验数据对比的方法，对POE、PAG、PAO和烷基芳香烃4类合成润滑油在CO2跨临界循环系统中的混合性、流动性、可溶性、黏度、长期稳定性及润滑性等性能进行了分析，结果表明POE类润滑油是CO2跨临界循环系统的一种相对较好的选择。     

跨临界二氧化碳蒸气压缩/喷射制冷循环

提出一种新的蒸气压缩／喷射混合制冷循环，采用喷射器代替节流阀，以回收膨胀过程中的一部分动能，降低压缩机工作压比，达到节能的目的。针对这种新的循环进行了理论分析和计算，并与相同工况下的简单蒸气压缩制冷循环进行比较，讨论了喷射器喷射系数及其效率对循环性能的影响，计算结果表明，新循环能有效地提高跨临界CO2系统的性能。