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R406a应用于中高温热泵热水器的性能研究

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建筑科学 2015年第2期31卷 131-134页

作者：仝高强朱兴旺王舒婷覃志诚郑州轻工业学院机电工程学院郑州450002 沈阳化工大学能源与动力学院沈阳110142 广州中宇冷气科技发展有限公司广州510935

为了研究非共沸混合制冷剂R406a应用于中高温热泵热水器的性能,对R406a和R22两种工质的基本物性进行对比分析,并将R406a热泵热水机组放在房间热平衡室内进行试验。在环境温度20℃,机组最终出水温度75℃条件下,对机组进行测试,研究机组... 详细信息

为了研究非共沸混合制冷剂R406a应用于中高温热泵热水器的性能,对R406a和R22两种工质的基本物性进行对比分析,并将R406a热泵热水机组放在房间热平衡室内进行试验。在环境温度20℃,机组最终出水温度75℃条件下,对机组进行测试,研究机组的循环性能、排气压力和排气温度。实验结果表明,R406a相比于R22热泵热水器在制取高温热水时,具有相对较低的排气温度和排气压力。在系统出水温度为75℃时,系统的排气温度和排气压力均在安全运行范围以内,且系统COP为2.26。

关键词： R406a 中高温空气源热泵热水器试验研究循环性能

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新型两级压缩热泵中高温工况循环性能分析

流体机械 2014年第12期42卷 68-72页

作者：邱金友张华上海理工大学制冷与低温工程研究所上海200093

中高温热泵系统中在工业领域有广泛的应用，但其排气温度偏高。本文从降低压缩机排气温度角度，设计一种双级压缩新型热泵系统。系统由高低级压缩机、分凝器、两个节流机构等组成。以循环性能较好的两种工质 R134a 和R152a 为系统循环... 详细信息

中高温热泵系统中在工业领域有广泛的应用，但其排气温度偏高。本文从降低压缩机排气温度角度，设计一种双级压缩新型热泵系统。系统由高低级压缩机、分凝器、两个节流机构等组成。以循环性能较好的两种工质 R134a 和R152a 为系统循环工质，理论分析结果表明：在中高温工况下，新系统工质 R152a 循环性能系数 COP 优于 R134a，在相同工况下工质 R152a 循环性能 COP 比 R134a 高7％～8％；高温级压缩机排气温度均随中间压比的升高而降低；排气温度与传统单级压缩系统相比有3～12℃的降幅。

关键词：两级压缩热泵中高温理论分析

采用中高温工质HTR02的水源热泵机组的性能试验

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流体机械 2005年第9期33卷 35-38页

作者：薛志方朱秋兰卢苇史琳清华大学北京100084

中高温工质HTR02在工质热物性、材料相容性、油溶性、环保指标等方面的综合性能优越,为适用于中高温热泵的新型工质。本文介绍了使用该工质的小型水源热泵实验机组以及大型水源热泵机组的热工性能试验,并进行了误差和机组性能分析,并对... 详细信息

中高温工质HTR02在工质热物性、材料相容性、油溶性、环保指标等方面的综合性能优越,为适用于中高温热泵的新型工质。本文介绍了使用该工质的小型水源热泵实验机组以及大型水源热泵机组的热工性能试验,并进行了误差和机组性能分析,并对比了试验热泵机组和现场大型水源热泵机组的性能,结果表明机组具有较高的性能系数,能够稳定产生70℃左右的热水,实用性良好。

关键词：水源热泵中高温混合工质替代工质

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中高温储热实验系统设计优化及搭建

中高温储热实验系统设计优化及搭建

作者：何西波哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

太阳能热发电集成相变储热系统,因其清洁、可持续的发电特性和稳定的运行状态,在解决能源危机和环境问题,克服太阳能供应不连续、不稳定等诸多方面具有重要的应用前景。目前关于热发电及储能技术的研究,主要集中于光热转换效率、材料及... 详细信息

太阳能热发电集成相变储热系统,因其清洁、可持续的发电特性和稳定的运行状态,在解决能源危机和环境问题,克服太阳能供应不连续、不稳定等诸多方面具有重要的应用前景。目前关于热发电及储能技术的研究,主要集中于光热转换效率、材料及单元导热性的提升,而系统层面上,能量的高效稳定与梯级利用、实验室环境下系统的搭建与优化、整体的运行控制策略,鲜有关注。针对以上问题,本文设计并搭建了实验室环境下的中高温相变储热实验系统,进一步构建了完整的控制方案,以保证系统在动态的输入条件下,能够实现长时间稳定的热流输出。实验室内储热系统的整体设计、搭建是本文的主要工作。具体包括:结构布局的设计、工艺流程的确定、关键参数的计算及主要设备的设计和制造,最后进行系统各部分的连接与缺陷测试,证明了管道流通性与电控可操作性良好。进一步研究了储热罐内储热单元尺寸及填充结构对整个系统热性能的影响。文中采用球形储热单元,进行数值模拟并结构优化。对比了六种不同粒径大小的单一粒径填充结构,其中,20 mm输出高温热流的性能最佳;30 mm能够长期稳定地输出有效热流。文中还提出了径向相变温度梯度变化的新型填充结构。结果表明,径向相变温度梯度变化能有效地提高系统的储/放热效率,三层径向相变温度梯度变化的填充结构热效率利用最高。系统整体的运行控制策略,保障了长期稳定的热流输出。具体包括:(1)针对相变材料热性能及储热单元填充结构,进行实验研究的主动测试策略;(2)针对外界动态热流输入,进行短期预测、运行模拟与模式切换的被动循环策略;(3)基于系统实际执行模块、本地控制柜和远程监测平台的分层-集中控制策略。这样不仅能满足实验与研究的需要,还为实际工程的推广应用作铺垫。最后,在不同工况下对砖形储热单元和球形储热单元进行实际的热态测试。砖形单元的显热储热实验证明了系统能够完成基本热态运行操作,满足主动测试的实验要求,但需要对实验步骤做进一步做优化,以减少不必要的热量损失,降低实验的总时长。通过制备球形储热单元并进行单元潜热储热实验,发现储热过程中存在一个较短的温度稳定阶段,证明了实验系统能够完成潜热储热的设计目标,这对于下一步深入优化系统的控制方案具有重大意义。

关键词：储热系统中高温优化设计智能调控热态实验

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三种中高温工质热力性质分析

暖通空调 2005年第5期35卷 123-125页

作者：张亚立张吉礼孙德兴中国建筑设计研究院哈尔滨工业大学

简要分析了中高温工质R123,R142b和R134a的化学性质,用热力学指标综合评价了3种工质的性能。评价结果表明,R134a适用于中低温热泵机组,R142b适用于供热温度较高的小型热泵装置,R123适用于中高温热泵机组,且供热温度可以达到80 ℃。

关键词：中高温性质分析工质 R134a R142b 热泵机组供热温度热力学指标化学性质综合评价评价结果中低温适用泵装置

Al2O3:Cr基中高温太阳光谱选择性吸收涂层膜系设计及性能研究

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Al2O3:Cr基中高温太阳光谱选择性吸收涂层膜系设计及性能研究

作者：杨子键中国建筑材料科学研究总院

学位级别：硕士

论文系统研究了AlO:Cr基中高温太阳光谱选择性吸收涂层的各功能层的光学性能、成分结构等,结合光学设计软件,成功制备出完整膜系,涂层具有优异的吸收率、发射率及中高温热稳定性,适用于中高温光热应用领域。论文采用脉冲直流磁控溅射法... 详细信息

论文系统研究了AlO:Cr基中高温太阳光谱选择性吸收涂层的各功能层的光学性能、成分结构等,结合光学设计软件,成功制备出完整膜系,涂层具有优异的吸收率、发射率及中高温热稳定性,适用于中高温光热应用领域。论文采用脉冲直流磁控溅射法,在不同的基片温度下制备了金属钨薄膜,并对钨薄膜的反射光谱、电学性能、晶体结构、表面形貌等进行了分析。随后针对吸收层AlO:Cr涂层,通过调整磁控溅射气氛中的氧气流量在0.5～2 sccm之间,分别采用合金Cr Al(70:30at%)、Cr Al(55:45at%)靶材制备了一系列的AlO:Cr(high-metal-volume fraction,HMVF)、AlO:Cr(low-metal-volume fraction,LMVF)涂层,采用椭圆偏振光谱仪、X光电子能谱(XPS)等测试表征手段,研究了氧气流量对单层AlO:Cr薄膜的光学性能及成分的影响。根据各功能层的光学常数,利用TFCalc光学设计软件设计出了具有优异光谱选择性吸收特性的AlO:Cr中高温太阳光谱选择性吸收涂层,并以设计结果为基础,采用磁控溅射连续镀膜法,在304镜面不锈钢基片上制备出了完整膜系,膜系结构为W/AlO:Cr(HMVF)/AlO:Cr(LMVF)/Si O2。最后采用分光光度计、傅里叶红外光谱仪(FTIR)研究了涂层的吸收率α和发射率?;采用SEM、XRD及光谱分析等方法系统研究了涂层在真空和大气环境下的热稳定性,给出了造成涂层退火前后吸收性能发生变化的主要因素。论文得到的主要结论为:1、通过薄膜沉积过程中基片加热的方法,在较小的薄膜厚度150 nm时,将薄膜中的亚稳相β-W全部晶型转变为稳定相BBCα-W,α-W具有[110]方向择优取向,薄膜的500℃发射率低于0.07。这种方法相比于目前普遍采用增加膜厚或模板生长等方法获得BBCα-W,更适合应用于中高温太阳光谱选择性吸收涂层的红外反射层规模化制备。2、AlO:Cr基中高温太阳光谱选择性吸收涂层外观为墨绿色,未出现明显的脱落、裂纹等现象,吸收层为折射率由下至上递减的AlO:Cr(HMVF)和AlO:Cr(LMVF),涂层对太阳光谱的吸收率可高达96.1%,同时涂层发射率为8%(400℃),太阳光谱选择性吸收性能优异。涂层表面由粒径为200～400 nm之间的不规则颗粒组成,由于两个吸收亚层的成分相近,吸收层间无明显界面,吸收层材料及减反层材料均为无定形非晶体。3、涂层在400℃真空或大气环境下退火100 h,光学性能基本不变,光热转化效率仍保持在约90%,中高温热稳定性优异;大气环境退火温度升高至500℃后,涂层的吸收率α降低至87.5%,发射率?升至11.7%,涂层的光热转化效率降低至78.4%,结构分析发现,造成大气下涂层性能下降的主要因素是吸收层中AlO:Cr组分被氧化所致。

关键词：中高温光谱选择性吸收磁控溅射法光学设计

溶胶凝胶法制备中高温太阳吸收涂层及其性能研究

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溶胶凝胶法制备中高温太阳吸收涂层及其性能研究

作者：张鹏飞南京理工大学

学位级别：硕士

太阳光谱选择性吸收涂层在紫外-可见-近红外波段具有低的反射率,在红外波段具有高的反射率,可以最大程度吸收太阳辐射能并将其转化为热能,同时尽量减小自身向外界的热辐射,对于提高太阳能光热转换效率具有重要意义。过去,国内外对太阳... 详细信息

太阳光谱选择性吸收涂层在紫外-可见-近红外波段具有低的反射率,在红外波段具有高的反射率,可以最大程度吸收太阳辐射能并将其转化为热能,同时尽量减小自身向外界的热辐射,对于提高太阳能光热转换效率具有重要意义。过去,国内外对太阳光谱选择性吸收涂层的研究主要集中在中低温领域;近年来,随着人们对光热转换效率的高要求,中高温太阳选择性吸收涂层的研制和其光学性能成为人日益关注的焦点。本文就中高温太阳光谱选择性吸收涂层的制备与辐射特性展开研究,研究内容包括:1.Ni-A1203太阳选择性吸收涂层辐射特性的研究设计Ni-A1203太阳选择性吸收涂层,研究了金属Ni体积分数、涂层厚度以及双层结构对Ni-A1203涂层辐射特性的影响,为实验研究提供参考与指导。采用溶胶-凝胶法制备了 Ni-A1203太阳选择性吸收涂层,参照理论结果与实验条件,研究了热处理温度、Ni含量、入射角度、偏振光、双层结构对涂层辐射特性的影响,并对涂层热稳定性、耐候性和耐腐蚀性进行测试。研究结果表明,当热处理温度为600℃时,Ni-A1203涂层形成金属陶瓷结构;金属Ni含量的增加有利于提高涂层的光谱选择性,当Ni含量为80%时,涂层α=0.92,ε=0.19;太阳入射角越小,涂层光谱选择性越强;而偏振光对涂层的辐射特性没有影响。Ni-A1203涂层在500℃下的高温稳定性较差,但是耐候性和耐腐蚀性较强。2.CuCoMnOx太阳选择性吸收涂层辐射特性的研究采用溶胶-凝胶法制备了 CuCoMnOx太阳选择性吸收涂层,研究了热处理温度、入射角度、偏振光对涂层辐射特性的影响,并对涂层热稳定性、耐候性、耐腐蚀性进行测试。研究结果表明,当热处理温度为500℃时,CuCoMnOx涂层形成尖晶石结构,光谱选择性最强,α=0.91,ε=0.148;随着入射角的增加,CuCoMnOx涂层α逐渐降低,ε逐渐升高;而偏振光对涂层的辐射特性没有影响;涂层的热稳定性、耐候性和耐腐蚀性都比较好。

关键词：中高温涂层溶胶-凝胶光谱选择性

N80钢在中高温H_(2)S环境中的腐蚀与缓蚀剂评价研究

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材料保护 2021年第10期54卷 41-43,57页

作者：孙玉豹王少华肖洒姬辉中海油田服务股份有限公司天津300459

海上热驱采油中发现伴生H_(2)S,给生产油管带来了腐蚀和安全隐患,为了分析其腐蚀特点,以对其进行腐蚀防护,采用高压釜失重法和扫描电镜,研究了中高温含H_(2)S油井采出水中N80钢的腐蚀行为,并探讨了流速和H_(2)S分压的影响,进而筛选评价... 详细信息

海上热驱采油中发现伴生H_(2)S,给生产油管带来了腐蚀和安全隐患,为了分析其腐蚀特点,以对其进行腐蚀防护,采用高压釜失重法和扫描电镜,研究了中高温含H_(2)S油井采出水中N80钢的腐蚀行为,并探讨了流速和H_(2)S分压的影响,进而筛选评价了适用的H_(2)S缓蚀剂。结果表明:在含H_(2)S采出水中N80钢的腐蚀较为严重,80℃时的腐蚀速率最高;随着H_(2)S分压的升高和流速的增大,其腐蚀速率迅速增大。腐蚀后钢表面均存在黑色的硫铁化物,表面产物较疏松、不完整。不同缓蚀剂加入均可抑制腐蚀,其中缓蚀剂CI-S-11的效果最好,其缓蚀率超过85%,可用于现场油管保护。

关键词： N80钢中高温硫化氢腐蚀缓蚀剂

硅藻土基中高温复合相变储能材料工艺及性能的研究

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硅藻土基中高温复合相变储能材料工艺及性能的研究

作者：秦月中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

以耐高温、耐腐蚀的无机非金属原料为载体复合潜热大的相变材料和导热系数高的导热增强材料，制备出一系列微结构复合中高温储热材料。硅藻土是一种丰富的非金属矿产资源，具有较高的孔隙度、良好的表面结构和热物理性能，可以用作复合... 详细信息

以耐高温、耐腐蚀的无机非金属原料为载体复合潜热大的相变材料和导热系数高的导热增强材料，制备出一系列微结构复合中高温储热材料。硅藻土是一种丰富的非金属矿产资源，具有较高的孔隙度、良好的表面结构和热物理性能，可以用作复合储能材料的载体。本文研究了以硅藻土基复合储热材料的类型和制备技术，同时，研究了分析了硅藻土和以硅藻土为载体的复合储能材料的的结构、性能以及应用，研究了不同温度下的复合相变材料的制备并分析其性能。采用TG-DSC、XRD、SEM、导热仪、万能力学试验机等手段研究微结构复合中高温储热材料的相变潜热、储热密度、相组成、微观结构、导热系数、力学性能等特性，并对样品的冷-热循环寿命进行了评估。论文主要完成以下工作： 1)研究和分析现有硅藻土基材料的性能，讨论其可行性。基于陶瓷烧结温度的原则，在蓄热材料的每个温度配方均选择相变潜热、相变材料相变后蒸汽压小且和硅藻土良好的兼容性的材料。导热系数大的石墨作为导热曾强材料。 2)讨论了原料配比、成型压力、烧结温度和保温时间对复合储热材料的微观结构和力学性能的影响，得到复合材料的最佳配比和最好的制备工艺。此外，对其性能和组织进行了阐述。 3)一系列微结构复合储热材料能满足中高温（150~1000oC）储热需求，部分产品的储热密度大于550KJ/kg，导热系数高于4.0W/（m·k），抗压强度最低就达到10MPa。相变材料均匀分布在无机非金属载体微孔结构中，经过成千上万次热冷循环后无机非金属载体与相变材料无反应发生，储热密度损失小于1%，相变材料无泄露现象。对其进行了中试放大试验，中试放大研究发现，制备的该储热材料易于规模化工业生产，操作可控。从实验室研究到中试放大结果表明，微结构复合储热材料具有较好的应用前景。该技术为中高温储热材料在新能源储能、工业余热回收、内燃机烟气余热回收利用等工业应用奠定基础。

关键词：微结构复合储热材料热物理性能力学性能中高温