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寒冷地区用空气源热泵热水器准双级压缩循环特性研究

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热科学与技术 2020年第4期19卷 313-319页

作者：李海军苏之勇菅晨光杨凤叶张中来韩闯牛华文翟俊杰中原工学院能源与环境学院河南郑州450007 郑州航空港区建港实业有限公司河南郑州450007

空气源热泵热水器在寒冷地区运行时会出现排气温度过高、制热性能弱等弊端,准双级压缩循环技术可有效改善其在寒冷地区的运行特性。采用带中压补气的转子压缩机,研制了以R410A为循环工质的空气源热泵热水器,试验研究了系统在寒冷地区低... 详细信息

空气源热泵热水器在寒冷地区运行时会出现排气温度过高、制热性能弱等弊端,准双级压缩循环技术可有效改善其在寒冷地区的运行特性。采用带中压补气的转子压缩机,研制了以R410A为循环工质的空气源热泵热水器,试验研究了系统在寒冷地区低温环境下的制热性能。结果表明:带中压补气的空气源热泵热水器系统排气温度较无补气有所降低,当室外温度从7.0下降到-25.0℃时,与无补气系统相比,补气系统制热量提升了6.2%~15.5%,压缩机功率提升了2.8%~9.5%,COPh提升了3.3%~9.6%。

关键词：热泵热水器准双级压缩低温制热性能

电动汽车准双级压缩空调系统热泵性能实验研究

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电动汽车准双级压缩空调系统热泵性能实验研究

作者：李晨凯合肥工业大学

学位级别：硕士

近年来,我国开展了一系列关于纯电动、混合动力以及燃料电池等新能源汽车的开发研究工作,电动汽车已成为汽车产业未来发展的趋势。电动汽车不同于燃油汽车,车载空调的能耗占电池容量的15%-20%,没有内燃机余热用以冬季采暖,使得寒冷环境... 详细信息

近年来,我国开展了一系列关于纯电动、混合动力以及燃料电池等新能源汽车的开发研究工作,电动汽车已成为汽车产业未来发展的趋势。电动汽车不同于燃油汽车,车载空调的能耗占电池容量的15%-20%,没有内燃机余热用以冬季采暖,使得寒冷环境下电动汽车的行驶里程缩短了30%-65%。将涡旋压缩机补气技术应用于电动汽车空调系统,针对准双级涡旋压缩机的结构特点,设计电动汽车准双级压缩热泵空调性能实验系统,对系统进行热泵性能实验研究,为汽车空调热泵系统的优化提供量化数据,这对于电动汽车空调系统的技术发展,具有一定的工程应用意义。准双级压缩热泵空调系统具有高效节能、微振低噪、低温工况下压缩机排气温度低以及系统运行稳定等优点,应用在电动汽车上有着明显的性能优势。作者在以下方面开展了有意义的研究工作:(1)分别对准双级压缩热泵空调系统和单级压缩热泵空调系统,进行了热力学理论分析。(2)结合电动汽车空调的特点,研制了电动汽车准双级压缩热泵空调性能实验台。(3)实验结果表明,电动汽车准双级压缩热泵空调系统在制热量、制热性能系数COP和系统运行稳定性上均优于单级压缩热泵空调系统。

关键词：电动汽车空调准双级压缩涡旋压缩机热泵性能实验

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机载准双级压缩蒸发制冷系统动态仿真

制冷与空调（四川） 2018年第3期32卷 235-241页

作者：王镭蒋彦龙孙程斌南京航空航天大学航空宇航学院南京210006

基于MATLAB Simulink使用移动界面法建立了蒸发器、冷凝器分区集总参数动态模型,采用补气-压缩模型和闪发器模型结合迭代计算时间步长内系统的中间补气压力和流量,建立了准双级压缩机模型,将蒸发循环制冷系统各个部件整合形成准双级压... 详细信息

基于MATLAB Simulink使用移动界面法建立了蒸发器、冷凝器分区集总参数动态模型,采用补气-压缩模型和闪发器模型结合迭代计算时间步长内系统的中间补气压力和流量,建立了准双级压缩机模型,将蒸发循环制冷系统各个部件整合形成准双级压缩蒸发循环制冷系统,用以研究机载准双级蒸发循环制冷系统动态特性。研究表明在单一参数或者多参数改变时系统能较好的提供动态特性参数并提供动态特性仿真曲线,对进一步研究机载蒸发循环制冷系统故障诊断、机载蒸发循环控制方法等有参考意义。

关键词：准双级压缩动态仿真移动界面法 Simulink

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风量对冷库制冷系统性能的影响

低温与超导 2023年第8期51卷 76-81,94页

作者：李海军安彤苏之勇赵超越秦兴铎张逸博中原工学院能源与环境学院郑州450007

针对冷库制冷系统风量设定不合理导致系统制冷性能差的问题,采用准双级压缩补气技术,搭建了基于R404A的冷库制冷系统试验台。通过控制风量对系统总功率、制冷量进行调控,解析风量设定值对系统主要性能参数的影响规律。研究表明:当库内... 详细信息

针对冷库制冷系统风量设定不合理导致系统制冷性能差的问题,采用准双级压缩补气技术,搭建了基于R404A的冷库制冷系统试验台。通过控制风量对系统总功率、制冷量进行调控,解析风量设定值对系统主要性能参数的影响规律。研究表明:当库内风量在3500~7500 m3/h提高过程中,系统制冷量提高了0.23%~3.62%,COP增大了0.93%~16.61%,在风量达到6500 m^(3)/h时系统总功率存在最小值7.85 kW,EER存在最大值2.24,此时为最佳风量;当库外风量在3000~9000 m^(3)/h内提高过程中,系统制冷量提高了0.29%~5.9%,COP增大了2.37%~20.22%,在风量达到6500 m^(3)/h时总功率存在最小值6.31 kW,EER存在最大值2.17,此时为最佳风量。

关键词：风量冷库制冷系统准双级压缩

采用涡旋压缩机的电动汽车空调准双级压缩热泵性能实验研究

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制冷学报 2018年第1期39卷 34-39页

作者：唐景春李晨凯叶斌孟晓磊合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009

为了解决电动汽车空调系统冬季采暖问题和抑制冬季恶劣工况下压缩机排气温度过高状况,本文采用补气增焓技术,设计了电动汽车准双级压缩热泵空调系统,构建了电动汽车空调准双级涡旋式压缩机性能测试实验台。采用5种不同室外环境温度工况... 详细信息

为了解决电动汽车空调系统冬季采暖问题和抑制冬季恶劣工况下压缩机排气温度过高状况,本文采用补气增焓技术,设计了电动汽车准双级压缩热泵空调系统,构建了电动汽车空调准双级涡旋式压缩机性能测试实验台。采用5种不同室外环境温度工况,分别测试了单级和准双级涡旋式压缩机。结果表明:压缩机的排气温度随环境温度的降低而升高。5种工况下,单级涡旋压缩机的排气温度均高于准双级涡旋压缩机的排气温度,尤其在环境温度为-7℃时,准双级涡旋压缩机的排气温度降低了10℃。与单级涡旋压缩机相比,在低温工况下,准双级涡旋压缩机的排气质量流量提高了12.9%~17.4%,系统制热量提高了7.3%~8.3%,制热性能系数COPh提高了7.6%~8.2%。

关键词：涡旋压缩机电动汽车空调准双级压缩热泵性能实验

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风机对冷藏车制冷系统性能的影响

流体机械 2021年第7期49卷 91-97页

作者：李海军张中来苏之勇袁铁锁楚雪靖翟俊杰张朋飞丁柘涵寇景康王芳牛华文谢余越中原工学院能源与环境学院郑州450007 河南万佳建设工程有限公司郑州450006

针对纯电动冷藏车制冷系统在高温环境中制冷性差和耗能严重等问题,搭建准双级压缩低压补气型冷藏车制冷系统试验台,试验研究了在高温32℃的库外环境中,库外风量和库内风量不同设定值对冷藏系统制冷性能的影响,结果表明:库外风量由4500 m... 详细信息

针对纯电动冷藏车制冷系统在高温环境中制冷性差和耗能严重等问题,搭建准双级压缩低压补气型冷藏车制冷系统试验台,试验研究了在高温32℃的库外环境中,库外风量和库内风量不同设定值对冷藏系统制冷性能的影响,结果表明:库外风量由4500 m^(3)/h增大到9000 m^(3)/h时,制冷量增大了0.2%~3.3%,系统C0P增大了2.3%~15.9%,库外风量为7500 m^(3)/h时,系统总功率达到最小值8.14 kW,系统EER达到最大值2.167,此时风量最佳;库内风量由4000 m^(3)/h增大到7000 m^(3)/h时,制冷量增大了0.17%~3.4%,系统C0P增大了1.6%~16.9%,库内风量为6000 m^(3)/h时,系统总功率达到最小值7.86 kW,系统EER达到最大值2.251,此时风量最佳。

关键词：风量冷藏系统准双级压缩制冷性能

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轻型纯电动物流车用冷冻系统性能实验研究

轻型纯电动物流车用冷冻系统性能实验研究

作者：余壮中原工学院

学位级别：硕士

我国进入21世纪以来经济得到快速发展,人民对食品的供应时效性和品质的要求也提高了,内陆地区的人民想吃到来自沿海城市新鲜的水产和肉类食品离不开物流车,部分医疗药品同样需要物流车来运输保存。物流车已经成为在冷链过程中的重要一... 详细信息

我国进入21世纪以来经济得到快速发展,人民对食品的供应时效性和品质的要求也提高了,内陆地区的人民想吃到来自沿海城市新鲜的水产和肉类食品离不开物流车,部分医疗药品同样需要物流车来运输保存。物流车已经成为在冷链过程中的重要一环。我国冷链物流中仍然存在一些技术问题,物流车在冷冻工况时,车内环境一直处于超低温工况下,系统长时间运行,会出现排气温度高、机组性能差等问题,进而导致系统的制冷量不足,达不到设定的温度,可能导致食品变质和药品失效。为解决上述问题,设计开发一套基于准双级压缩原理,采用中压补气技术带中间换热器的轻型纯电动物流车冷冻系统,对系统进行理论分析和实验研究。研究结果如下:(1)车内环境温度分别为-10℃、-15℃、-18℃、-23℃时,采用中压补气技术后,相比不补气模式压缩机的排气温度下降了18.98%0.40%,下降幅度明显。(2)系统采用中压补气技术后,压缩机转速在3000r/min800r/min范围内,车内环境温度分别为-10℃、-15℃、-18℃,系统的制冷量分别增长11.55%、18.44%、23.24%;在车内环境较低,制冷量不足时,可以通过提高压缩机转速,来增加系统的制冷量。(3)车内风机风量在55%00%范围内,对系统的性能参数影响不大,在制冷量满足设计要求时,可以适量降低风机的风量,来促使风机功率的降低,达到节能效果。(4)车外环境温度在15℃3℃范围时,相对不补气模式,采用补气技术后,系统的排气温度降低了8.4℃1.6℃,减少了15.04%2.61%。(5)车内环境温度从-18℃升高到-10℃,车外环境温度在15℃3℃范围内,系统的制冷量增长了71.56%00.04%。(6)当主路电子膨胀阀过热度为7 K时,系统的制冷量、COP以及EER,出现最大值,分别为1.41kW、1.57、1.04。(7)补路电子膨胀阀开度在增大的情况下,系统的排气温度呈下降趋势,系统的制冷量、COP以及EER均有所衰减。

关键词：中压补气技术准双级压缩纯电动物流车冷冻系统性能研究

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小型民机蒸发循环制冷系统仿真与实验研究

小型民机蒸发循环制冷系统仿真与实验研究

作者：王镭南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着航空技术的发展,飞机总体性能的提升,飞行器内电子设备的增多,环控系统的热负荷也越来越大,空气循环系统由于性能系数低等种种原因,已经不能满足环控系统的要求,小型蒸发制冷系统将成为未来环控系统的发展方向。为了研究小型民机蒸... 详细信息

随着航空技术的发展,飞机总体性能的提升,飞行器内电子设备的增多,环控系统的热负荷也越来越大,空气循环系统由于性能系数低等种种原因,已经不能满足环控系统的要求,小型蒸发制冷系统将成为未来环控系统的发展方向。为了研究小型民机蒸发循环制冷系统特性,本文针对准双级蒸发循环制冷系统,基于MATLAB Simulink使用移动界面法建立了蒸发器、冷凝器分区集总参数动态模型,采用补气-压缩模型和闪发器模型结合迭代计算时间步长内系统的中间补气压力和流量,建立了准双级压缩机模型,将蒸发循环制冷系统各个部件整合形成准双级压缩蒸发循环制冷系统动态仿真程序;搭建了一套以R134a为制冷剂的完整蒸发循环制冷系统实验台;使用实验结果对部件和系统的仿真结果进行了验证对比,验证对比表明仿真程序计算结果较为合理;以仿真形式研究了压缩机转速改变、载冷剂和冷却剂温度、流量阶跃变化时系统的动态响应,分析了蒸发循环制冷系统及部件呈现的热力学性能规律以及不同参数对于系统性能的影响。仿真计算表明,压缩机转速升高时,系统补气压力、压缩机功率、冷凝压力、制冷量均有所增加,而蒸发压力降低;与其他参数变化相比,载冷剂和冷却剂流量增大对于系统参数的影响较小,压缩机补气压力受载冷剂流量影响较大;载冷剂和冷却剂温度上升时,压缩机功率、补气压力、蒸发压力和冷凝压力均有所上升,冷却剂温度变化对压缩机耗功和冷凝压力影响更大些,而蒸发压力和制冷量受载冷剂温度影响较冷却剂温度影响大。压缩机转速阶跃时,系统压力参数响应时间较短,而换热量响应时间较长。阶跃发生位置处部件响应时间要低于其他部件,阶跃扰动在系统中存在传递过程。

关键词：机载蒸发循环准双级压缩实验研究动态仿真移动边界法 Simulink

机载蒸发循环制冷系统实验及制冷剂充注量研究

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机载蒸发循环制冷系统实验及制冷剂充注量研究

作者：高放南京航空航天大学

学位级别：硕士

现代飞机电子设备不断增加,热负荷大幅提高,机载蒸发循环制冷系统因其多方面优势,更符合未来飞机环控系统的发展方向。目前国内对机载准双级蒸发循环制冷系统的设计搭建、仿真分析、实验研究等并不完善,对系统制冷剂充注量的影响、匹配... 详细信息

现代飞机电子设备不断增加,热负荷大幅提高,机载蒸发循环制冷系统因其多方面优势,更符合未来飞机环控系统的发展方向。目前国内对机载准双级蒸发循环制冷系统的设计搭建、仿真分析、实验研究等并不完善,对系统制冷剂充注量的影响、匹配、监测等研究也有待丰富。本文的研究针对上述薄弱环节展开,主要内容包括:(1)根据机载制冷系统技术指标要求,搭建了机载准双级压缩蒸发循环制冷系统;基于ANSYS有限元仿真平台进行了系统模态、随机振动和连接管道的热应力分析,确定了易失效部位,综合校核了系统在机载动、静载荷下的结构可靠性。(2)进行了机载蒸发循环制冷系统的相关实验研究,分析了制冷剂充注量、高低温机载工况、相对补气量对系统制冷性能的影响规律;确定了系统最佳制冷剂充注量,并证明该值具有不同机载工况、不同相对补气量的普适性;分析确定了系统最佳相对补气量;总结了制冷剂充注量、压缩机频率对系统中12个运行状态参数的影响特性。(3)基于MATLAB/Simulink平台建立了机载蒸发循环制冷系统仿真模型,拟合出冷凝器流量计算值与系统制冷剂充注量的关系,扩大了充注量和机载工况的研究范围;利用仿真结果和实验数据相互补充,建立了机载蒸发循环制冷系统制冷剂充注量对应的系统运行参数数据库。(4)通过主元分析和相关性分析,确定了系统制冷剂充注量的表征参数;在此基础上,分别基于物理模型和BP神经网络两种手段,进行机载蒸发循环制冷系统制冷剂充注量监测模型(VRC)的建立和逐步修正;通过对建成的4个VRC模型的监测性能对比,确定了其中最优的VRC-PCA-BP模型,并对其内插性能检验,预测结果的可靠度较高。本研究总体为机载准双级蒸发循环制冷系统结构设计及优化提供了技术储备,为制冷剂充注量、补气量的匹配及寻优提供有效方法,为制冷剂充注量的影响特性提供理论依据,为机载准双级蒸发循环制冷系统的仿真研究提供有利参考,为系统制冷剂充注量监测和故障诊断提供了高效的手段,并为系统的控制优化和智能化发展打下了良好基础。

关键词：机载蒸发循环制冷系统准双级压缩实验及仿真制冷剂充注量表征参数 VRC模型