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R410A直膨式太阳能热泵热水器性能研究

浙江大学学报（工学版） 2013年第9期47卷 1666-1671页

作者：孔祥强林琳李瑛杨前明山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

为了研究各种参数对以R410A为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统的性能特性的影响,在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型,以及系统制冷剂充注量模型的基础上,编制了系统性能模拟程... 详细信息

为了研究各种参数对以R410A为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统的性能特性的影响,在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型,以及系统制冷剂充注量模型的基础上,编制了系统性能模拟程序,以电子膨胀阀进、出口焓值和制冷剂充注量为迭代判据进行求解.在太阳能集热/蒸发器出口过热度维持不变的条件下,模拟分析了环境参数、运行参数和结构参数对热水加热时间、集热器集热效率和系统性能系数(COP)的影响特性.模拟结果表明:太阳辐射强度和环境温度的升高可显著提高系统性能系数,并缩短热水加热时间;压缩机转速的提高使得系统性能系数降低,但可有效缩短热水加热时间;水箱容积的变化对系统性能系数影响很小;适度增加集热面积可提高系统性能系数.

关键词：直膨式太阳能热泵 R410A 性能模拟

R410A充注量对直膨式太阳能热泵热水器性能的影响

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上海交通大学学报 2013年第3期47卷 370-375页

作者：孔祥强林琳李瑛张东杨前明山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050

基于太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型和系统制冷剂充注量模型,编制了以R410A为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序.在集热器出口过热度维持不变的条件下,计算了不同充... 详细信息

基于太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型和系统制冷剂充注量模型,编制了以R410A为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序.在集热器出口过热度维持不变的条件下,计算了不同充注量下系统热性能参数,分析了充注量变化对系统热性能的影响特性.结果表明:随着制冷剂充注量的不断增加,蒸发压力和加热时间逐渐减小,压缩机瞬时功率和集热器集热效率逐渐增大;而且,制冷剂充注量的变化对冷凝压力和系统性能系数(COP)的影响很小.

关键词：太阳能热泵直膨式制冷剂充注量性能模拟

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直膨式太阳能热泵热水器不同工质的性能分析

上海交通大学学报 2016年第4期50卷 506-513页

作者：孔祥强李俊枭李瑛山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

为了研究直膨式太阳能热泵热水器,分别采用R22、R410A和R290作为工质的性能,建立了太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和膨胀阀的集中参数模型以及系统工质充注量模型,编制了直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟... 详细信息

为了研究直膨式太阳能热泵热水器,分别采用R22、R410A和R290作为工质的性能,建立了太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和膨胀阀的集中参数模型以及系统工质充注量模型,编制了直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序.比较发现,理论模型计算值与文献实验结果吻合较好.在不同环境参数和运行参数的工况下,对采用3种热泵工质的系统性能系数、集热器的集热效率和系统制热功率进行对比分析.结果表明:R290系统的性能系数明显高于R22和R410A系统,R410A系统的集热效率和制热功率略高于R22和R290系统;环境参数对R290系统的影响程度大于R22和R410A系统;压缩机转速的变化对R410A系统影响显著,而水箱水温的变化对R290系统影响较明显;R290和R410A系统的最佳工质充注量分别约为R22系统的46%和95%.

关键词：热泵热水器太阳能直膨式制冷剂性能

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制冷剂工质裸板太阳能集热器热性能模拟

浙江大学学报（工学版） 2011年第2期45卷 217-221页

作者：孔祥强张东李瑛杨前明山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266510

为了对裸板太阳能集热器进行热性能分析及优化设计,建立其分布参数均相流动数学模型.该模型基于直膨式太阳能热泵热水系统,利用换热管内、外换热方程和热平衡方程,对过热区和两相区按焓差均分进行划分,采用二分法以换热管长为迭代判据... 详细信息

为了对裸板太阳能集热器进行热性能分析及优化设计,建立其分布参数均相流动数学模型.该模型基于直膨式太阳能热泵热水系统,利用换热管内、外换热方程和热平衡方程,对过热区和两相区按焓差均分进行划分,采用二分法以换热管长为迭代判据进行求解.通过理论计算分析集热管内制冷剂状态变化和结构参数、运行参数、环境参数对集热器集热效率的影响.模拟结果表明:两相区制冷剂干度变化近似为线性;室外环境温度升高和集热板厚度增大可显著提高集热器集热效率;太阳辐射强度、水箱水温和集热管间距增大使集热效率降低;增加集热管内径对提高集热效率作用不大.

关键词：裸板太阳能集热器数学模型集热效率性能模拟

制冷压缩机排气管消声器声学及阻力特性仿真分析

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农业工程学报 2015年第5期31卷 59-64页

作者：孔祥强陈丽娟李瑛山东科技大学机械电子工程学院青岛266590

为了降低空调运行过程中制冷压缩机所产生的噪声，采用在制冷压缩机排气管设置消声器的方法。建立了消声器内部制冷剂的有限元模型，利用声学分析软件Virtual Lab Acoustics和计算流体动力学软件Fluent分别对消声器的声学性能和阻力特... 详细信息

为了降低空调运行过程中制冷压缩机所产生的噪声，采用在制冷压缩机排气管设置消声器的方法。建立了消声器内部制冷剂的有限元模型，利用声学分析软件Virtual Lab Acoustics和计算流体动力学软件Fluent分别对消声器的声学性能和阻力特性进行数值模拟，分析了消声器内部的扩张腔长度、孔板位置、孔板内径等结构参数对排气管消声器传递损失和压力损失的影响。模拟结果表明：随着扩张腔长度的不断减小，消声器的传递损失曲线逐渐向高频方向移动，消声器的有效消声频率范围不断拓宽，而扩张腔长度对消声器压力损失的影响较小，合理选择扩张腔长度能够有效降低压缩机噪声；孔板位置对中高频噪声的降噪效果影响较大，随着孔板位置由扩张腔中心处向其进口端面不断移动，2000～2400 Hz附近频率的消声性能逐渐得到改善，并且消声器内部压力损失不断减小，且其减小幅度越来越大，因此孔板在允许的范围内应尽可能靠近消声器进口端面；随着孔板内径的不断减小，消声器的降噪效果不断增强，但消声器内部压力损失也随之逐渐增大，且增大幅度越来越大，因此孔板内径不宜太小。

关键词：制冷声学特性噪声污染控制压缩机排气管消声器传递损失压力损失数值模拟

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分体式空调连接管气动噪声的数值分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第11期43卷 33-38页

作者：孔祥强陈丽娟李瑛山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

为了研究连接管结构对分体式空调室内机噪声的影响,采用Fluent的耦合声学分析软件Virtual Lab Acoustics计算了室内机侧连接管端面的声压频谱,进而得到连接管的气动噪声特性.以变截面管道试验装置为对象,验证了数值方法的正确性.在此基... 详细信息

为了研究连接管结构对分体式空调室内机噪声的影响,采用Fluent的耦合声学分析软件Virtual Lab Acoustics计算了室内机侧连接管端面的声压频谱,进而得到连接管的气动噪声特性.以变截面管道试验装置为对象,验证了数值方法的正确性.在此基础上,分析了连接管的内径、长度和拐弯处圆角半径对室内机侧连接管端面声压频谱的影响特性.结果表明:存在一个气管内径值使得室内机侧气管端面声压级达到极值,内径高于或低于此值均能有效降低气管的气动噪声;减小液管内径有利于降低液管的气动噪声;改变连接管拐弯处圆角半径不能有效降低连接管的气动噪声;减小连接管长度有利于降低连接管的气动噪声.

关键词：分体式空调连接管气动噪声频谱特性数值分析

R410A直膨式太阳能热泵热水器制冷剂分布特性

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农业工程学报 2014年第12期30卷 177-183页

作者：孔祥强杨允国林琳李瑛山东科技大学机械电子工程学院青岛266590

为了研究制冷剂在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性，在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型和系统制冷剂充注量模型的基础上，编制了以R410A（二氟甲烷和五氟乙烷的混合物）为工质... 详细信息

为了研究制冷剂在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性，在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型和系统制冷剂充注量模型的基础上，编制了以R410A（二氟甲烷和五氟乙烷的混合物）为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序。将以R22（二氟一氯甲烷）为工质的直膨式太阳能热泵热水系统理论计算值与试验数据进行了对比分析，验证了系统数学模型的可靠性。在维持太阳能集热/蒸发器出口过热度不变的条件下，模拟分析了水箱水温、系统制冷剂充注量、压缩机转速等运行参数和太阳辐射强度、环境温度等环境参数对系统内部制冷剂分布的影响特性。模拟结果表明：制冷剂主要存在于冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部，占系统制冷剂充注量的70%～90%；运行参数和环境参数的变化对冷凝器和太阳能集热/蒸发器内部的制冷剂分布有很大影响，而对压缩机和管道内部的制冷剂分布影响很小。研究结论可以为优化系统性能和减少系统制冷剂充注量提供科学依据。

关键词：制冷剂太阳能冷凝器热泵直膨式 R410A 性能模拟

R290直膨式太阳能热泵系统工质分布和迁移特性模拟

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太阳能学报 2016年第10期37卷 2585-2592页

作者：孔祥强李俊枭杨允国李瑛山东科技大学机械电子工程学院青岛266590

为了研究工质R290（丙烷）在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性，建立太阳能集热，蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集中参数模型、以及系统工质充注量模型，编制以R290为工质的直膨式太阳能热泵热水... 详细信息

为了研究工质R290（丙烷）在直膨式太阳能热泵系统中的分布和迁移特性，建立太阳能集热，蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集中参数模型、以及系统工质充注量模型，编制以R290为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统性能模拟程序。模拟分析环境参数和运行参数的变化对系统内部R290分布和迁移特性的影响。模拟结果表明：R290主要存在于冷凝器和太阳能集热／蒸发器内部，占系统工质充注量的80％～90％；随着太阳辐射强度和环境温度的升高，工质R290由冷凝器逐渐向太阳能集热，蒸发器迁移，系统性能系数明显增加；随着压缩机转速增快和水箱水温的增高，工质R290由太阳能集热，蒸发器逐渐向冷凝器迁移，系统性能系数明显降低；随着系统工质充注量的增加，冷凝器内工质R290质量明显增加，集热器内工质R290质量略有增加，系统性能系数先增后减，存在一个最大值；太阳能集热，蒸发器出口过热度由3℃升至8℃时，其变化对工质R290的分布和迁移特性影响很小，且对系统性能系数的影响也很小；随着环境温度、压缩机转速和工质充注量的增加，集热器集热效率不断增加；而随着太阳辐射强度、水箱水温和太阳能集热，蒸发器出口过热度的增高，集热器集热效率不断降低。

关键词：工质太阳能直膨式热泵 R290 数值模拟

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制冷剂管道参数对冰箱振动影响特性

振动与冲击 2015年第20期34卷 209-213页

作者：孔祥强陈丽娟李瑛山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

为减小冰箱振动、降低噪声,利用Pro/Engineer软件分别建立冰箱制冷剂管道内部气柱及管道三维实体模型,用有限元分析软件ANSYS分析模态,获得气柱及管道固有频率。气柱固有频率与压缩机激发频率相差较大不会产生共振,而管道固有频率在共... 详细信息

为减小冰箱振动、降低噪声,利用Pro/Engineer软件分别建立冰箱制冷剂管道内部气柱及管道三维实体模型,用有限元分析软件ANSYS分析模态,获得气柱及管道固有频率。气柱固有频率与压缩机激发频率相差较大不会产生共振,而管道固有频率在共振区内会产生共振。在制冷剂管道材料不变条件下分析不同管道长度、弯管圆角半径及固定支撑位置对冰箱振动特性影响。结果表明,减小制冷剂管道长度会增大固有频率并逐渐远离共振区,从而避免管道共振;增加制冷剂管道弯管圆角半径,其固有频率略有增大,一阶固有频率仍在共振区内导致管道共振;在制冷剂管道不同位置增加固定支撑,能有效提高管道固有频率,使其远离共振区,且存在最佳安装位置。

关键词：冰箱制冷剂管道振动模态分析固有频率