降低制冷系统压缩机排气温度的方法研究

针对R32制冷系统排气温度高的问题，课题组从系统性能、可行性等方面分析讨论了目前主流的4种方法(中间补气法、两级 压缩法、喷液法以及湿压缩法)的优劣，建立了小型变流量冷水机组，采用湿压缩的方法来优化R32制冷系统压缩机排气温度过高的问题。研究结果表明：对于 R32制冷系统，采用湿压缩的方法来降低排气温度为较好选择；滚动转子式压缩机的结构特性使得针对R32制冷系统的排气温度降低的问题有了很好的解决方案； 标准空调工况下，湿压缩的方法可显著改善R32排气温度。实际工程中可通过控制压缩机吸气口干度值来降低R32的排气温度，获得最优系统性能系数。     

基于电子膨胀阀调节的制冷系统湿压缩特性研究

为了对压缩机热力性能进行优化，改善排气温度，提升VRF制冷系统循环稳定性，基于电子膨胀阀的调节特性，通过在变频工况下改 变电子膨胀阀的开度进行了压缩机的不完全湿压缩循环试验研究。实验结果表明：较低频率下的电子膨胀阀可调范围较小，但压缩机少量吸气带液可对调节难度 略有改善；此外，吸气带液阶段的压缩机电效率与容积效率仅下降约0.1%，而排气温度改善效果显著。     

基于力控的空气源热泵热水器系统非稳定性研究

针对空气源热泵热水器运行工况随着加热水温的变化而变化,系统稳定性较难确定,在整个运行过程中存在能效比CCOP变化区间较大的问题。采用力控组态软件为数据采集系统,设计并搭建了一套空气源热泵热水器试验台。通过研究系统在变工况下运行时各个参数的变化趋势,分析影响系统稳定性的因素以期改进优化。试验结果表明：在初始条件不变的情况下,随着加热水温的上升,系统的瞬时能效比CCOPins不断减小,在加热后期过热度接近0 ℃时减小幅度加剧。整个运行过程过热度都在不断减小,0 ℃时压缩机进入吸气带液状态,吸气带液一定程度上改善了压缩机的工作性能,但长时间的吸气带液使蒸发器侧换热一直不充分,反而使系统的运行性能进一步恶化。通过研究系统整个非稳定运行中的变化过程,表明过热度是影响系统效率的主要因素。     

双级压缩制冷系统替代制冷剂性能对比研究

为研究可替代制冷剂，提高循环性能参数，利用MATLAB结合NIST对承载R410A，R32，R404A和R507A共4种制冷剂的一次节流中间不完全冷却的两级压缩制冷循环系统进行模拟，课题组对比分析高压级压缩机排气温度、系统能效比（coefficient of performance, COP）、单位制冷量和制冷剂流量对蒸发温度从-44 ℃上升到-30 ℃时的动态响应，研究4种制冷剂在两级压缩中的具体性能差异，以期对制冷剂的选择做出相应的指导。结果表明：4种制冷剂中R32的高压级压缩机排气温度偏高，但其单位制冷能力最大，制冷剂流量最小；R507A对蒸发温度的动态响应最为强烈；制冷剂R507A和R404A各项性能指标接近；R32的CCOP最高，比R410A高约3.9%，比R404A和R507A分别高约14.03%和12.40%。通过对数据研究对比发现，4种制冷剂中R32的各项性能更为出色，作为一种新型的环保制冷剂，有很大的发展潜力。     

空气源热泵热水器中R22替代工质的研究

为了研究不同工作条件下R22替代工质在空气源热泵热水器中所展现的不同系统性能,课题组利用单级压缩制热循环系统对其替代工质做了理论分析,经计算得出R134a和R407C的性能较为优异,但是考虑到2者具有较高的全球变暖潜能值,并不适合作为长期使用的工质,而R32与其他制冷剂相比,除却排气温度稍高的问题以外,其综合性能最佳。随着市场上有效降低压缩机排气温度的技术逐渐成熟,在空气源热泵热水器中,R32作为R22的替代制冷剂将具有很好的应用前景。     

电动汽车空调系统中的电子膨胀阀性能研究

为了对比研究电子膨胀阀与H型热力膨胀阀对电动汽车空调性能的影响,课题组搭建了电动汽车空调性能试验台。在制冷工况下对采用2种膨胀阀的空调系统进行了变工况、变压缩机转速试验。结果表明：在不同的工况下,采用电子膨胀阀能使空调系统获得更低的出风温度,且在高温工况下,电子膨胀阀有更佳的调节性能;对过热度的控制方面,采用电子膨胀阀过热度稳定更快且波动范围小;系统采用电子膨胀阀时制冷量更大,且环境温度越高对制冷量影响越显著;变压缩机转速下,采用电子膨胀阀的系统制冷量和能效比CCOP均高于采用H型热力膨胀阀的系统,且在低转速时效果更加显著。电子膨胀阀结合变转速压缩机,能够提高系统制冷量和能效比CCOP,使系统更加高效运转。     

空气源热泵热水器系统性能优化研究

空气源热泵热水器在常年高温地区具有广泛的应用市场,为了使系统性能最优化,提高能源利用率,利用空气源 热泵热水器实验台,模拟夏季高温下室内环境,对其系统性能进行了实验研究。通过对比不同环境温度下、不同循环水 流量和不同电子膨胀阀开度下系统参数的变化,得出一系列结果：系统能效比Ccop( coefficient of performance)随周围环境 温度上升先快速增大后缓慢变大;周围环境温度越低,压缩机排气温度越高;在实验温度为23～35℃区间内Ccop均值 在4.0左右,最高可达到5.2。通过控制电子膨胀阀的开度调节制冷剂流量,可准确控制蒸发器出口过热度,解决了系统 变工况下运行不稳定的问题,提高了系统的能效比Ccop。     

迎面风速对电动汽车热泵系统蒸发器除霜特性影响的实验研究

针对电动汽车热泵空调系统在冬季室外换热器结霜后除霜效率低的问题,课题组设计并搭建了电动汽车热泵空调系统的实验台架,研究了在环境温度2.0 ℃和相对湿度85%下,电动汽车热泵空调系统中的蒸发器结霜后,蒸发器迎面风速对除霜特性的影响。实验结果表明：在实验工况下,室外换热器所结霜层呈间隔式分布;在系统逆循环除霜过程中,压缩机吸排气压力和换热器进出口温度逐渐升高,但随着蒸发器迎面风速的增高而降低,同时系统的制冷量出现波动现象;在相同的结霜工况下,较高的蒸发器迎面风速能缩短除霜时间,蒸发器迎面风速从0.8 m/s增加至2.3 m/s,除霜时间缩短37.4%,但此时的HVAC出风温度降低3.8 ℃,因此较低的蒸发器迎面风速则能提高HVAC出风温度,提高乘员舱舒适度。     

R1234yf/R134a混合工质应用于汽车热泵系统的可行性研究

针对汽车空调广泛使用的制冷剂R134a存在严重的环境问题,课题组提出将2种不同混合比例的R1234yf/R134a混合工质应用在汽车热泵空调系统中,并通过实验对比分析了不同工况下R1234yf替代R134a的可行性。通过REFPROP 9.0分析了混合工质及R134a的环境性能和热力学性质,理论上表明混合工质可替代R134a;通过搭建汽车热泵空调试验台在不同的制冷、制热工况下进行实验,并得出结论：在各个工况下,混合工质的排气温度均低于R134a,排气压力差别不大;制冷量、制热量方面,混合工质与R134a相差很小;另外,由于混合工质对压缩机功耗的要求更高,因而混合工质系统的能效比值CCOP略低于R134a系统,但差值不超过7%,在可接受范围内。因此,R1234yf/R134a混合工质具有替代R134a应用于汽车热泵空调系统中的可行性。     

水流量对热泵热水器性能影响的实验研究

针对空气源热泵热水器运行工况多变,制热效率不稳定的特点,设计了循环加热式热泵热水器实验装置,系统由制冷剂循 环和水循环两部分构成,重点研究了水流量对系统性能的影响。实验结果表明：逐时能效比随水温的升高而下降,加热前期水流量越大能效比越低,加热后期刚 好相反;水流量越小系统越容易吸气带液,吸气带液会使制热量降低,能效比下降速率增大,导致系统性能变差;吸气带液时,制冷剂流量减小,换热系数增大 ,与换热系数相比制冷剂流量对制热量的影响更大。该结果为系统实际运行和进一步研究提供参考。     

均匀电场对池沸腾换热的影响分析

对均匀高压电场作用下平板池沸腾换热的强化效果进行了试验研究,发现在较低过热度的范围内电场对换热有明显的强化效果.场强越高,相同过热度对应的换热系数越高.在相同的场强下,强化系数随着热流密度的增加而减少.结合试验结果对电场强化沸腾换热的机制进行了分析.在热流密度较小的范围内,对流换热占主导地位,电场强化对流换热使壁面过热度大大下降,导致相应过热度下汽泡的平衡半径提高,因此,抑制了核态沸腾.随着热流密度的提高,汽泡的产生和运动成为影响换热的主要因素,此时过热度的变化不是很大,在相同的过热度下,电场可以减小汽泡的临界半径,使汽泡增多.在汽泡准备区,电场会影响汽泡的核化;在汽泡成长区,电场会影响汽泡的长大、变形和脱离;在非沸腾区,电场会影响单相流体的自然对流换热.     

燃气轮机装置热力参数优选下的回热器结构参数优化

引入无量纲熵产数Ns表示燃气轮机装置热力性能的完善程度,对其进行热力性能熵产分析,综合考虑压力比π、温度比τ和回热度σ对熵产数Ns的影响,进行了熵产数Ns尽可能小的热力性能参数优选.以板翅式回热器为例,采用穷举法优化计算方法,期望传热面密度达到最优.经热力参数与结构参数优化,达到提高燃气轮机循环效率、减少耗能的目的.     

喷射器气体动力函数法的真实气体修正

索科洛夫提出的气体动力函数法是喷射器经典的设计方法,但是其基于理想气体的假设使得该方法应用于高压的真实气体时误差较大。运用气体热力学方法,从焓和定压比热容的定义入手,引入真实气体等熵温度绝热指数和等熵容积绝热指数,结合能量方程,推导出基于真实气体的气体动力学函数理论式。在此基础上,依据动量守恒和质量守恒定律,推导出了基于真实气体的气体喷射器与气力输送喷射器的基本方程。与索科洛夫设计方法进行了对比,结果表明,低压工况下,基于真实气体的修正方法与索科洛夫设计方法计算结果吻合,说明修正的设计方法覆盖了索科洛夫设计方法;但在高压工况下,两种设计方法的结果差异明显。基于真实气体的修正弥补了索科洛夫设计方法的局限,可适用于全压范围的喷射器设计。     

CO2双级压缩制冷循环冷藏柜性能实验研究

针对目前商用冷藏柜所使用的CFC类制冷剂存在高臭氧衰减指数以及温室指数高的问题,为使冷藏柜更环保,课题组提出了使用CO2双级压缩制冷循环取代传统氟利昂制冷剂单级压缩制冷循环的设想。课题组以某容积为500 L的冷藏柜为框架搭建一套实验系统,并根据可口可乐公司对商用冷藏柜的测试要求进行负载降温测试,并与其他课题组成果进行对比。结果表明采用CO2双级压缩制冷循环系统的冷藏柜比采用单级压缩的同类型冷藏柜能效比提高,排气温度降低34.6 ℃。经测试,CO2双级压缩制冷循环冷藏柜性能满足可口可乐公司制定的标准,CO2双级压缩制冷循环在冷藏柜中应用是可行的。     

车载油罐截面形状对汽车横向稳定性影响的研究

运加油车急转时罐内液体晃动易引起车辆侧倾甚至侧翻,为此,选用了3种常用车载油罐截面形状,采用VOF法和动坐标系对3种截面形状油罐建立了全尺寸三维仿真模型,利用流体计算软件fluent对车辆转弯时油罐车罐内液体晃动情况进行仿真模拟分析,讨论在不同充液比下车载油罐截面形状对晃动的影响。结果表明:在相同工况下,低充液比时窄而高的油罐侧向稳定性越好;高充液比时宽而矮的油罐侧向稳定性好。     

低温空气源热泵研究进展

为解决空气源热泵在低温环境下供热量不足、压比大和结霜严重等问题,许多学者进行了理论和实验研究,提出了外加辅助热源、优化压缩机性能和自动除霜等解决方案。笔者总结了部分学者在太阳能空气源热泵、两级压缩与单级中间补气以及除霜技术方面的研究成果,同时介绍了热声热泵技术在低温下提升系统性能,展望了无霜热泵技术在抑制结霜方面的应用前景,以期为低温空气源热泵的继续研究和推广提供参考。     

结霜工况下R410A翅片管式蒸发器的换热特性

在焓差实验装置和热泵性能测试系统中,对一台R410A空气源热泵的翅片管式蒸发器在结霜工况下的换热特性进行了试验研究.通过改变蒸发器制冷剂侧和空气侧的流体温度、流量等参数,利用显微摄影机对室外侧换热器的平直翅片表面结霜过程进行动态跟踪.实验表明,结霜速率和霜层厚度的变化对制冷系统的换热量、蒸发温度、制冷剂侧压降、整体传热效率都有不同程度的影响.在蒸发器的结霜初期和结霜后期,系统性能的衰减程度有较大区别.在空气温度为0℃~-4℃,相对湿度大于80%的情况下,换热器表面结霜速度最快.     

FL115离心式机油滤清器的特性研究与试验分析

建立了分流离心式滤清器转速特性和液力特性的数学模型.通过试验得到FL115离心式滤清器在不同喷嘴口径以及不同温度工况下的转速特性曲线和液力特性曲线,以及滤清效率.分析了转子转速、驱动流量和进油压力三者之间的关系,推出了设计喷嘴的最佳口径范围.通过理论数据与试验数据的比较,证明了该数学模型可以作为研发离心式滤清器的设计参考.     

钠气溶胶除尘系统中文丘里湿式除尘器的优化

通过建立理论关联式,优化出在一定压力损失下对1μm钠气溶胶颗粒达到最大捕集效率时的湿式文丘里系统最佳操作参数(液滴直径、液气比和喉管气速).该过程已被用于工业设计.     

基于 ＭＣＫＤ的振动信号压缩感知方法

齿轮箱在状态监测和故障诊断过程中,依据传统的奈奎斯特采样定律采集到的振动信号数据量过大,且传输速度过慢。针对这些问题提出了基于最大相关峭度解卷积（ＭＣＫＤ）的振动信号压缩感知（ＣＳ）方法。首先对原始信号进行 ＭＣＫＤ 降噪处理,获得比原始信号更为稀疏的信号;然后利用高斯随机矩阵作为信号压缩测量中的感知矩阵,通过离散余弦变换（ＤＣＴ）生成完备字典;最后结合 Ｌ１ 范数重构算法对原始信号进行重构。实验结果表明,在相同压缩率下,与传统的压缩感知方法相比,本文所提的方法能有效地提高重构信号的相似度。