带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统的实验研究

设计了一套带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统实验平台,开发了相应的计算机测控系统.进行了改变冷却水体积流量和进口温度对系统性能影响的实验研究,分析了制热系数、制热量、压比、喷射系数、升压比、喷射器效率等参数的变化趋势.实验结果表明:随着冷却水体积流量减小或进口温度增加,喷射系数增加的同时,升压比也增加,而喷射器效率却降低;在测试工况范围内喷射器效率最高达到34%,升压比最高达到1.165;在蒸发温度为-5℃时,制热系数达到3左右.带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器循环的压缩机压比与传统循环相比减少了12%～14%,喷射器的引入有效地提高了跨临界CO_2热泵热水器循环的效率.     

空气源跨临界CO_2热泵中回热器影响的研究

为了研究回热器对空气源跨临界CO_2热泵系统运行情况的影响,以及回热器是否适用于跨临界CO_2热泵,进行了理论和实验两方面的研究。基于热力学分析方法对不同气体冷却器出口温度、排气压力下回热器效率的影响进行了理论研究,结果表明回热器提升系统性能系数与否取决于气体冷却器出口温度,气冷出口温度较高时,回热器效率增大才能提高性能系数。实验则在跨临界CO_2热泵样机上进行,结果表明:应用回热器可降低系统最优排气压力,降低幅度随环境温度降低以及进出水温度升高而增大;采用回热器可减少最优排压下系统功耗、提高系统性能系数,但对制热量影响趋势不定,在本实验中性能系数最多提升6.65%,功耗最多降低6.22%;虽然回热器的应用能提高系统性能系数,但同时也将导致系统排气温度增大,所以不适宜在低环境温度工况下使用。对理论和实验分析结果的差异进行了讨论,同时建立了最优排压降低值与环境温度、进出水温度之间的实验关联式来数值化地体现回热器对系统排气压力的影响,对回热器在工程中实际应用具有一定的参考意义。     

N_2O跨临界喷射/压缩制冷循环的理论研究

为了解决CO_2跨临界循环能效低、排气压力高的问题,将天然工质N_2O用于跨临界循环,建立了相应的理论模型,比较了N_2O和CO_2用于跨临界喷射/压缩制冷循环和简单跨临界循环的性能,并对N_2O用于跨临界循环中的热稳定性进行了分析.研究结果表明:N_2O系统的性能系数和排气压力均优于CO_2,性能系数较CO_2系统分别增加了13%和9%,而排气压力分别降低了16%和13%;CO_2系统采用喷射/压缩跨临界循环后性能系数比简单跨临界循环提高了15.2%,稍高于N_2O系统的11.6%,说明使用喷射器对于CO2系统性能提升更为有利.分析了高压侧排气压力、蒸发温度和气体冷却器出口温度对于CO_2和N_2O跨临界喷射/压缩制冷循环的影响.结果表明:工况变化时N_2O和CO_2系统性能的变化规律一致,且气体冷却器出口温度越低、蒸发温度越高时,N_2O系统的性能系数增加越明显;制冷系统中N_2O的热稳定性能很好,不会分解.     

超临界CO2水平直管内冷却换热的数值模拟

为了提高CO_2热泵的传热性能,基于Fluent的数值模拟方法研究了超临界CO_2在水平圆直管内的换热特性。采用标准k-ε湍流模型对超临界CO_2流体在内径为4 mm、长度为2 000 mm的水平圆管内的冷却换热进行了数值模拟,主要探究了超临界CO_2流体在管内冷却条件下的温度场分布以及传热系数的变化规律,并研究了CO_2质量流量及进口温度对管内传热性能的影响。模拟结果表明:超临界CO_2的传热系数随质量流量的增加而变大,质量流量增加100 kg/(m~2·s~2),平均传热系数增加约为12%;随着制冷剂进口温度的增加,管内平均传热系数变小,但局部传热系数的最大值并不会发生改变,只会使其出现的节点延后。研究结果可为水平直管在CO_2热泵中的应用提供理论与数据支持。     

船用二氧化碳制冷装置形式及制冷剂

介绍了船用制冷系统的基本形式以及船用制冷剂的发展与选择，确定船用CO2制冷装置应采取跨临界循环形式．与常用氟利昂类制冷工质的主要性能指标进行对比，认为CO2将是最具有竞争力的替代制冷剂．针对CO2物性变化特点，重新界定了临界区域．分析了回热和CO2热物性对COP的影响，并结合船舶特殊的运行环境，对制冷系统的设计提出了若干建议，分析结果和建议对于天然替代制冷剂在船舶上的应用具有重要参考价值。     

基于SOFC/GT和跨临界CO_2动力/制冷循环的冷热电联供系统性能

提出了一种新型的冷热电联供系统,通过跨临界CO_2动力循环回收SOFC/GT系统的排烟余热进行发电,利用跨临界CO_2制冷循环向用户提供冷量和生活热水.建立了该联供系统热力性能的仿真计算模型,对系统进行了能量和■分析,并对该联供系统的一些关键参数进行了敏感性分析.仿真结果表明,在设计条件下,该系统的净发电效率为61.54%,总■效率为62.24%,净发电量、供热量和供冷量分别为246.507、241.501和45.616 kW,■损失较大的部件依次为后燃室、预热器3和SOFC等.在研究的参数范围内,增大跨临界CO_2制冷循环流率或降低空气流率和跨临界CO_2动力循环流率均可提高系统的总能输出量;增大SOFC工作压力或降低空气流率和跨临界CO_2制冷循环流率均可提高联供系统的净发电效率和总■效率.     

环保型CO_2跨临界循环热泵研究现状及展望

环境友好型环保工质CO2用于跨临界循环系统后,相比传统制冷剂有独特优点。根据近些年国内外关于CO2跨临界循环的文献,详细综述了CO2跨临界循环在热泵方面的研究近况,对所探究的内容做出展望。     

跨临界CO2节流短管流量特性实验研究

以节流短管为对象,实验研究了流量和节流短管上游压力、下游压力、入口温度以及几何结构的关系,得到了CO2通过节流短管的半经验流量关系式.研究结果表明,跨临界CO2节流短管流动与制冷剂R134a显著不同,通过短管的制冷剂流量和直径呈指数关系,CO2的指数(2.73)大于常规制冷剂(R134a为2.11);所有实验条件下,流动均发生临界流现象,即CO2通过短管的流量对下游压力不敏感,对进出口倒角也不敏感.     

采用分布参数模型的CO2微通道蒸发器数值模拟

采用有限元分析方法为跨临界CO2空调系统的微通道蒸发器建立了二维分布参数仿真模型,比较分析了适用于不同制冷剂侧的换热关联式,并为此提出了一种修正的换热关联式,以期为微通道蒸发器模型能够获得很好的预测结果.模型中考虑了干、湿工况以及制冷剂进出集液管产生的压力损失对制冷剂侧换热和流动特性的影响.对比分析得出:微通道蒸发器的制冷量和压降在制冷剂侧仿真、实验的相对误差分别小于8.2%和10%,表明所建模型可作为CO2微通道蒸发器的优化设计的理论依据.     

自然工质CO_2和三种氟利昂制冷剂性能对比

基于氟利昂制冷剂的ODP和GWP问题,运用热力学方法,分别对环境友好性的自然工质CO2和三种常规氟利昂制冷剂R22、R134a及R152a的比热、导热系数、表面张力等物性参数进行了对比,并对相应的循环性能进行了分析,为高效、节能的CO2跨临界循环热泵热水器的研究提供了基础资料。     

热泵干燥装置的低环害热泵工质分析

对低环害热泵工质的相关文献进行了较全面的分析，通过理论计算，给出了可用于热泵干燥装置的12种纯工质、7种非共沸混合工质和6种高温热泵工质，对低环害热泵工质的设计和优选方法也进行了讨论。     

地源热泵与传统热泵工程应用的对比分析

简述了地源热泵的形式,并基于热泵系统的技术性能、初投资和运行经济性的对比分析了地源热泵与传统热泵的工程应用,得出了地源热泵与传统热泵相比具有初投资少、运行费用低、运行安全可靠、无污染和可再生能源合理利用的特点。     

土壤源热泵埋管换热器形式及传热模型的分析

阐述了土壤源热泵系统的工作原理,介绍了埋地换热器常见的形式,简要分析其研究现状,给出了几种典型的传热模型,并进行了分析．     

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。     

吸收式热泵传热面积的优化分析

研究热阻影响下吸收式热泵传热面积的优化问题。分别导出第Ⅰ类和第Ⅱ类吸收式热泵的最佳泵热系数与泵热率及总传热面积间的关系，以及最佳传热面积比。并应用这些结果对泵热系数、泵热率、传热面积和供热率等一些重要参数的优化选择作了讨论。     

热泵型蓄能空调蓄热性能测试及经济性分析

根据蓄能空调系统自身的特点,建立了蓄能空调的蓄热装置(双盘管蓄热水槽)蓄热过程的物理模型,并结合蓄能槽的结构特点进行机组性能测试及能耗分析.结果表明,采用将释热盘管安装在蓄热槽上部并适当减小释热盘管直径的方法,可以使双盘管有效释热,并能改善传统单盘管分层严重的现象.在测试冬季3种运行工况性能系数均值的基础上,通过建立投资回收期模型的数据分析,得出其具有良好的经济效益.     

热泵热水器性能分析

建立了热泵热水器全年性能仿真模型,该模型包括热泵系统子模型和气象数据子模型2部分,其中热泵系统子模型又包括压缩机、板式冷凝器、翅片管蒸发器、热力阀、水箱等部件模型.利用该模型对青岛地区一热泵热水器进行了全年性能理论预测与分析,提出并研究了热泵热水器的日性能系数DCOP和日耗电量DEC在一个标准年内的逐天变化情况,比较了热泵热水器和电热水器的耗电量大小,分析了热泵热水器在4个代表日内的性能变化,结果表明热泵热水器具有更好的节能效果.     

土壤源热泵的研究

土壤源热泵是利用媒介质取其土壤内冷能量的新型装置。在分析土壤源有关特性的基础上,研究土壤源热泵的设置及其特性的测试。     

连体热机-热泵的结构及工作原理

对化工行业中常用的3种主要类型热泵的优、缺点进行比较和分析。通过综合3种热泵的优点，提出热机、热泵合二为一的连体热机-热泵构想，介绍了它的结构和工作原理。通过模型实验证明连体热机-热泵的工作原理是成立的。     

热泵技术发展趋势探讨

在概述热泵技术的分类及发展趋势的基础上,阐述了土壤热泵技术的优势.