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空气制冷机的研究和发展

制冷学报 2022年第4期43卷 44-58页

作者：郭宪民徐泽鹏赵硕徐瀚洲天津商业大学天津市制冷技术重点实验室天津300134

空气是对环境最友好的制冷剂,空气制冷系统可以自由地从环境中获取或从系统向环境排放制冷剂;同时,空气制冷机组对系统密封性要求较低,因此其可靠性高,维护性好,在飞机环境控制系统中得到了广泛应用。本文介绍了空气制冷系统的循环方式... 详细信息

空气是对环境最友好的制冷剂,空气制冷系统可以自由地从环境中获取或从系统向环境排放制冷剂;同时,空气制冷机组对系统密封性要求较低,因此其可靠性高,维护性好,在飞机环境控制系统中得到了广泛应用。本文介绍了空气制冷系统的循环方式和基本特性,总结了系统的性能分析、实验研究及系统关键部件的研究现状,对空气循环制冷系统在空调、热泵、冷冻冷藏、飞机环境控制系统及储能领域的应用进行了综述,并对关键技术的发展应用进行了分析。总体而言,近几十年来,随着涡轮机械设计制造技术、高效换热技术、高速电机技术的进步,空气制冷技术得到快速发展,系统结构更加紧凑,在列车空调、冷冻/冷藏运输领域得到了越来越广泛的应用。在制冷温度为-100~-50℃范围内空气制冷系统的COP高于传统复叠式制冷系统,因此,空气制冷系统在食品速冻领域具有显著优势,同时,在储能、热泵等领域具有较大的应用潜力。

关键词：空气制冷涡轮冷却器板式换热器关键技术

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全新风家用空气制冷系统性能测试

制冷学报 2021年第6期42卷 15-20页

作者：王喆锋李金波陈双涛杜顺开徐振坤高卓贤侯予西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 广东美的制冷设备有限公司佛山528311

为解决空气制冷技术对气源的依赖问题,同时简化系统回收膨胀功,本文以高速电机驱动的无油气浮轴承压缩-膨胀一体机为核心部件,搭建了采用开式逆增压循环的全新风家用空气制冷系统实验台,可实现膨胀机、压缩机进出口的温度、压力、流量测... 详细信息

为解决空气制冷技术对气源的依赖问题,同时简化系统回收膨胀功,本文以高速电机驱动的无油气浮轴承压缩-膨胀一体机为核心部件,搭建了采用开式逆增压循环的全新风家用空气制冷系统实验台,可实现膨胀机、压缩机进出口的温度、压力、流量测量,并可与焓差室对接,获得制冷系统的制冷量和送风参数。在标准空调工况下进行了多个转速下的性能测试,结果表明:额定转速为38000 r/min时,制冷量为1.6 kW;送风温度随转速升高而降低,制冷量随转速的升高而增大,基于该特点,空气制冷系统有直接送风和送风温度可调的优势,使空气制冷技术在新风空调领域的应用成为可能。

关键词：全新风空气制冷逆布雷顿循环透平膨胀机

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空气制冷系统的性能模拟及实验研究

空气制冷系统的性能模拟及实验研究

作者：张亮天津商业大学

学位级别：硕士

空气制冷循环是利用压缩空气在涡轮内的绝热膨胀实现制冷,与膨胀机同轴连接的离心压气机回收膨胀功,可以减少系统的耗功量,从而提高空气制冷系统的性能系数。此外,空气作为天然制冷剂,对环境无任何污染,是未来可选择的替代制冷剂。因此... 详细信息

空气制冷循环是利用压缩空气在涡轮内的绝热膨胀实现制冷,与膨胀机同轴连接的离心压气机回收膨胀功,可以减少系统的耗功量,从而提高空气制冷系统的性能系数。此外,空气作为天然制冷剂,对环境无任何污染,是未来可选择的替代制冷剂。因此,开展对空气制冷循环的研究具有重要理论意义和实际应用价值。本文搭建了低温空气制冷速冻实验台,根据其工作流程,建立了空气制冷系统的集总参数模型,用Matlab软件编写程序,对系统的制冷性能进行了模拟计算。模拟结果表明,压气机进口压力是影响涡轮出口温度和系统制冷量的主要因素;在系统中增加回热器可以显著降低涡轮出口的温度,并使系统的制冷量增大。在压气机进口压力为200kpa的工况下,有回热器的系统涡轮的出口温度可以达到-45℃,系统的制冷量约为6kw。为了进一步研究空气制冷系统的性能,在低温空气制冷速冻实验台上对开式正升压空气制冷循环进行了变工况实验研究,工况变化包括,改变制冷系统的进口压力以及散热器的冷边风量,分析了该空气制冷机组在不同的工况下的制冷性能,并与模拟结果进行了比较。实验结果表明:随着压气机进口压力以及散热器冷边风量的增加,涡轮出口温度降低,在压气机进口压力为200kpa、散热器冷边风量为48kg/min的工况下,涡轮出口温度最低可以达到-50℃左右,涡轮的出口温度可以在较短的时间内,达到稳定状态,满足低温速冻要求。对有、无回热器的空气制冷系统性能的比较发现,在压气机进口压力不变的条件下,有回热器系统的流动阻力增大,导致系统质量流量降低,但是涡轮出口温度降低,在两种因素的综合影响下,有回热的系统制冷量大于无回热的系统制冷量。在压气机进口压力为200kpa的条件下,有回热工况下系统的制冷量比无回热工况制冷量增大了 8.6%。涡轮冷却器的出口温度以及系统制冷量的模拟计算结果,与实验结果的趋势一致,表明使用集总参数的模拟计算方法可行。

关键词：空气制冷涡轮膨胀机实验研究低温速冻

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空气制冷低温室经济降温时间研究

暖通空调 2005年第3期35卷 100-102页

作者：李兆坚总装备部工程设计研究总院

采用计算机模拟计算出空气制冷低温室的降温时间、设备投资和运行能耗三者之间的关系曲线,并对其特性进行分析,确定了空气制冷低温室经济降温时间的估算方法和数据。

关键词：降温时间空气制冷估算方法经济设备投资数据

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矿井空调系统采用空气制冷机的可行性分析

矿山机械 2007年第6期35卷 38-41页

作者：苏兵侯予赵红利周权陈纯正西安交通大学制冷与低温工程研究所陕西西安710049

针对矿井中广泛存在的高温热害问题,提出将基于逆布雷顿循环的新型空气制冷技术应用于矿井空调系统中。以我国安徽省某大型铜矿为研究对象进行了矿井空气制冷系统的设计及流程计算,同时将该空气制冷系统与其他常见的矿井空调系统进行了... 详细信息

针对矿井中广泛存在的高温热害问题,提出将基于逆布雷顿循环的新型空气制冷技术应用于矿井空调系统中。以我国安徽省某大型铜矿为研究对象进行了矿井空气制冷系统的设计及流程计算,同时将该空气制冷系统与其他常见的矿井空调系统进行了对比。经计算分析,在矿井中使用空气制冷机,不但降温效果良好,而且系统流程简单,技术可靠,可行性强;此外,空气制冷机展示出了极佳的矿井内综合空调性能和环保效果。

关键词：空气制冷矿井空调对比分析

KKL101矿用无氟空气制冷机的研制与应用

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煤炭科学技术 1995年第10期23卷 13-16页

作者：黄伯儒陈遂斋邓铠清平顶山矿务局科学研究所中国航空工业总公司第609所

介绍了矿用无氟空气制冷机的原理和结构；通过地面及井下试验数据说明制冷机的性能、特点及应用效果。

关键词：矿用无氟制冷机空气制冷降温

基于空气制冷系统的高密度冷库降温-维持工况仿真计算特性分析

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船海工程 2022年第5期51卷 37-41页

作者：王少鹏张益诚罗君王俊新陈良侯予中国舰船研究设计中心武汉430064 西安交通大学制冷与低温工程系西安710049 武汉市计量测试检定(研究)所武汉430050

为合理规划高密度冷库设计及送风条件,以空气制冷系统特性结果为输入参数,将送风管路、冷库和回风管路耦合,采用CFD软件构建流动换热三维数值模型,对夏季降温-维持工况下的冷库内的传热过程进行非稳态求解,计算结果表明,13 min左右,冷... 详细信息

为合理规划高密度冷库设计及送风条件,以空气制冷系统特性结果为输入参数,将送风管路、冷库和回风管路耦合,采用CFD软件构建流动换热三维数值模型,对夏季降温-维持工况下的冷库内的传热过程进行非稳态求解,计算结果表明,13 min左右,冷库内大部分截面的温度达到了降温目标温度-18℃;大约在15 min左右,冷库内全部截面的温度达到了-18℃;货物温度也达到了-18℃,并维持在-18℃。在维持工况,冷库内全部截面的温度及货物温度波动较小,精度和温度均匀性可以达到±1℃,说明高密度冷库采用孔板送风的形式,在内部货物密度达到0.52时,其降温速率依然可以保持在较高的水平,温度均匀性也可满足冷库高精度的要求。

关键词：空气制冷高密度冷库 CFD 温度场

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空气制冷应用于SF_6冷冻灌充

有机氟工业 1995年第2期 11-17页

作者：姚礼之李路吴县利智空气制冷设备有限公司吴县石灰氮厂

1SF6冷冻港充的现状目前国内生产SF6企业中的SF6冷冻灌充的冷源，有复叠式低温设备提供冷源及干冰作冷源这两种类型。生产规模大的企业，大多采用复叠式低温设备；生产规模小的企业，一般均采用干冰为冷源。（1）复叠式低温设备提供冷... 详细信息

1SF6冷冻港充的现状目前国内生产SF6企业中的SF6冷冻灌充的冷源，有复叠式低温设备提供冷源及干冰作冷源这两种类型。生产规模大的企业，大多采用复叠式低温设备；生产规模小的企业，一般均采用干冰为冷源。（1）复叠式低温设备提供冷源：实际上是由HCFC－22制冷机组及Rl3制冷机组串联组合而成的设备。先以冷却水冷凝HCFC－22制冷机组的HCFC—22蒸汽，HCFC一22被冷凝为液态后，经膨胀伐节流制冷去冷凝CFC－13制冷机组的CFC－113蒸汽，CFC－113被冷凝成液态后，再经膨胀伐节流制冷去提供酒精槽内的大量酒精所需的冷量。这种方法的最大缺点：是预冷酒精时所耗冷量比灌充SF。所需的冷量大1．7～2．0倍（这是年冷冻灌充58次计算，如灌充次数愈多，对比的倍数更大）。由于CFC－113的蒸发器传热面积较大，要分布在酒精槽内，所占酒精槽的体积很大，故不得不放大酒精槽尺寸，这就是造成装载酒精较多的原因。因此每次预冷要提供给2．5吨酒精及1500公斤钢管、钢构件槽体从十30C冷冻到一80C所需的冷量（酒精之比热为0．572kCal／kgC、钢的比热为O．12KCal／＊g℃）Q次；预冷过程中跑冷损失以24％计，则每...

关键词：空气制冷制冷氟硫酸冷冻灌流制冷剂

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低温试验室空气制冷流程的技术经济性分析

暖通空调 1993年第4期22卷 46-49页

作者：李兆坚国防科工委工程设计研究总院

本文对低温环境试验室空气制冷流程的特点和技术经济性进行全面分析比较,指出正升压式流程方案是最佳可行的方案。

关键词：试验室低温空气制冷经济分析