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r744/r600a空气源热泵性能试验研究

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R744/R600a空气源热泵性能试验研究

作者：张红林中原工学院

学位级别：硕士

当今世界能源危机与环境问题愈演愈烈,构建资源节约型和环境友好型社会是我们唯一的选择。比较行业能耗发现建筑业占据比例较大,因此我国大力倡导发展节能环保新技术,推动建筑节能和绿色建筑。高效节能、减排显著的热泵技术受到了人们... 详细信息

当今世界能源危机与环境问题愈演愈烈,构建资源节约型和环境友好型社会是我们唯一的选择。比较行业能耗发现建筑业占据比例较大,因此我国大力倡导发展节能环保新技术,推动建筑节能和绿色建筑。高效节能、减排显著的热泵技术受到了人们的追捧,然而热泵系统的传统工质r22、r134a、r410A和r407C等不仅破坏臭氧层还产生大量温室气体,寻找性能优异又环境友好的新型工质成为当前研究的热门话题。本文从环保、安全的角度出发,通过理论计算和试验研究的方法分析了二元自然混合工质r744/r600a的热泵系统循环性能,主要研究内容如下:(1)在分析r744/r600a环保、安全特性的基础上,依据国标名义工况,对不同质量配比的r744/r600a进行热泵循环热力学分析。分析得到:r744/r600a系统的最优配比为16/84,系统制热性能系数为5.292,较r22系统高出30.99%;冷凝压力和排气温度均明显低于r22系统,对应为1.12MPa、76.64℃,分别比r22系统低了1.31MPa、23.22℃。(2)在改造的r22循环加热式空气源热泵系统试验台上对混合工质r744/r600a进行直接充灌式替代试验研究。首先通过试验测试得到纯质r600a的最优充注量为500g,在500g附近进行混合工质r744/r600a的变配比试验。随着r744配比的增加,r744/r600a系统制热水能力不断增强,但制热性能系数逐渐下降,功耗增加,原机的换热器不再适用需要优化改进,r744/r600a不适宜直接充灌现有的r22系统。另外,r744/r600a系统冷凝压力、排气温度较低,压缩机安全稳定运行方面优势很大。(3)通过PID控制器将膨胀阀分别设定为190P、200P、210P、220P四个开度进行r744/r600a系统的定开度试验,对应的系统制热性能系数分别为2.35、2.79、2.9、3.03,制热水能力分别为50.24L/h、54.58L/h、60.95L/h、67.7L/h,功耗分别为18108k J、15408k J、14652k J、14112k J;最后一次循环的冷凝压力分别为1.18MPa、1.19MPa、1.22MPa、1.23MPa,压比分别为6.16、5.52、4.96、4.77,排气温度分别为94.1℃、89.89℃、85.59℃、83.95℃。随着膨胀阀开度的变大,制冷剂流量变多,系统过热度减小,换热效率增加,制热性能系数逐步增加,系统所需加热时间不断缩短,并且排气温度、压比整体降低。

关键词： r744/r600a 热泵热水器理论分析试验研究

r744/r600a热泵系统启动特性实验研究

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R744/R600a热泵系统启动特性实验研究

作者：王团结中原工学院

学位级别：硕士

近年来经济高速发展,建筑供热用热量逐年上升,迫于我国北方雾霾、南方气荒等能源与环境问题的影响,传统的煤炭等化石燃料已无法满足要求,以电力为能源的热泵系统,成为此次北方煤改电中的主角,而热泵系统节能问题以及环保工质的替代问题... 详细信息

近年来经济高速发展,建筑供热用热量逐年上升,迫于我国北方雾霾、南方气荒等能源与环境问题的影响,传统的煤炭等化石燃料已无法满足要求,以电力为能源的热泵系统,成为此次北方煤改电中的主角,而热泵系统节能问题以及环保工质的替代问题,一直是当下国内外学者研究的焦点。研究表明自然工质r744以及r600a各自环保性能优良,将两者混合组成非共沸混合制冷剂,取长补短,能够实现与载热流体间温度滑移的良好匹配,提高系统效率,且燃爆特性能够得到抑制。本文以自然混合工质r744/r600a热泵系统为研究对象,对其启动特性进行了实验研究。对r744/r600a热泵系统启动过程进行实验研究,结果发现虽然混合工质系统压力、温度以及功耗等参数波动幅度较大,但稳定时间较短,这是因为r744的加入使工质制热效率提高,系统稳定时间缩短,其热汇水温度升高速度快且达到稳定时间比纯工质提前440s,由于r744的加入,使蒸发压力提高,启动后期系统瞬时压比逐渐减小并趋于稳定。热汇水出口温度为45℃、50℃、55℃时,系统启动过程时间逐渐加长分别为1585s、1835s、2105s。系统冷热启动实验结果表明较高的初始工质温度有利于缩短系统的稳定时间,提高启动过程系统的稳定性。为了缩短启动时间,本文对混合制冷剂系统启动方案进行了改进,控制热汇水初始流量,使工质温度迅速升高,结果发现启动后系统压力、温度较未改进升高速度加快,达到稳定时间缩短,其中热汇水出口温度达到稳定所用时间缩短了560s,此外瞬时压比达到稳定时间也大幅缩短。这是由于较小的热汇水流量使系统工质温度升高速度加快,制冷剂达到均匀分布时间缩短,传热效率提高,系统瞬时制热性能系数、瞬时得热量达到稳定的时间均缩短。

关键词： r744/r600a 启动特性实验研究热泵热水器

r744/r600a热泵系统理论与实验研究

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R744/R600a热泵系统理论与实验研究

作者：唐向阳中原工学院

学位级别：硕士

近年来,能源危机与环境问题日益成为制约各国经济发展和社会稳定的重要因素。热泵技术因其在节能和环境保护方面的双重优势而备受人们青睐。目前常用的热泵工质是r22,以及无臭氧层破坏作用的替代制冷剂r134a、r410A和r407C等,但这些合... 详细信息

近年来,能源危机与环境问题日益成为制约各国经济发展和社会稳定的重要因素。热泵技术因其在节能和环境保护方面的双重优势而备受人们青睐。目前常用的热泵工质是r22,以及无臭氧层破坏作用的替代制冷剂r134a、r410A和r407C等,但这些合成工质均具有较高的GWP值,在未来发展中终将被并入消减行列。因此,寻找新型环保制冷剂成为当前的重要研究课题。本文基于对自然工质r744和r600a的环境特性和热物理性能分析的基础上,提出将两者混合后用于热泵系统,并对采用混合制冷剂的热泵系统循环特性进行了理论分析和实验研究,主要研究包括如下几个方面:(1)在国标规定的热泵热水器名义工况下,对混合工质r744/r600a在不同循环质量浓度下用于热泵系统的理论循环特性进行了计算分析。结果表明,混合工质中r744的循环质量浓度为7%时系统的制热循环性能系数达到最大值4.12,系统的冷凝压力为0.861MPa,压比为4.12,压缩机排气温度为65.53℃。(2)利用现有的实验装置进行了实验研究。结果表明,混合工质在r744的充注浓度为7%时,对应的系统制热循环性能系数具有最大值4.01,此时系统的制热量和功耗分别为2.25kW和0.56kW,而冷凝压力为0.891MPa,压比为2.95,压缩机排气温度为69.42℃。在该充注浓度时,随着混合工质充灌量的增加,系统制热循环性能系数和制热量先增加后减小,功耗、压比及压缩机排气温度先降低后升高,冷凝压力逐渐增加。(3)将热汇出口温度分别设定为45℃、50℃和60℃进行了变工况实验研究,结果表明,混合工质r744/r600a在r744充注浓度为7%充灌量为0.7kg时,随着热汇出口水温的升高,混合工质r744/r600a系统的制热循环性能系数逐渐降低,冷凝压力、压比、功耗逐渐增加,制热量和压缩机排气温度先增加后降低。

关键词： r744/r600a 热泵热水器混合工质理论分析实验研究

r744/r600及r744/r600a混合工质热泵循环性能研究

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制冷学报 2011年第6期32卷 35-39页

作者：范晓伟张仙平王凤坤沈恒根陈圣光中原工学院能源与环境学院郑州450007 东华大学环境科学与工程学院上海201620 河南工程学院土木工程系郑州450007

基于换热器中的传热窄点温差的限制,对r744/r600及r744/r600a在所研究的工况范围内分别替代传统制冷剂r22的亚临界热泵循环特性分别进行了计算分析。结果表明:r744/r600和r744/r600a具有不同的最优配比,可以使得制热性能系数(COPh)最大;... 详细信息

基于换热器中的传热窄点温差的限制,对r744/r600及r744/r600a在所研究的工况范围内分别替代传统制冷剂r22的亚临界热泵循环特性分别进行了计算分析。结果表明:r744/r600和r744/r600a具有不同的最优配比,可以使得制热性能系数(COPh)最大;r744/r600及r744/r600a在最优配比下的COPh分别比r22系统增大11.98%和8.24%,分别比纯质r600和r600a大36.43%和36.24%,比跨临界循环r744系统增加7.07%和4.71%。在最优配比下,r744/r600和r744/r600a的冷凝压力低于r22,分别为0.84MPa和1.18MPa;压缩机排气温度也低于r22,在90℃以下。

关键词：热工学非共沸混合工质热泵 r744/r600 r744/r600a 传热窄点

采用r744/r290或r744/r600a混合自然工质的自复叠制冷系统工作特性研究

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采用R744/R290或R744/R600a混合自然工质的自复叠制冷系统工作特...

作者：彭勃大连理工大学

学位级别：硕士

随着人们对臭氧层破坏和全球变暖问题的日益关注，在制冷行业中使用低ODP(Ozone Depletion Potential，臭氧消耗潜能)和GWP(Global Warming Potential，全球变暖潜能)的制冷剂已经成为不可逆转的趋势。其中自然工质因其对环境没有影响... 详细信息

随着人们对臭氧层破坏和全球变暖问题的日益关注，在制冷行业中使用低ODP(Ozone Depletion Potential，臭氧消耗潜能)和GWP(Global Warming Potential，全球变暖潜能)的制冷剂已经成为不可逆转的趋势。其中自然工质因其对环境没有影响而受到广泛重视。r744、r290、r600a都是性能优良的自然工质，将它们混合后应用于自复叠制冷系统，可以扬长避短，达到理想的效果，成为制冷剂替代关注的对象。本文基于热力学定义，对r744／r290、r744／r600a两种混合自然工质的热力性质进行计算，比较各种计算方法的准确性，确定合适的理论公式，并将这两种混合工质应用于自复叠制冷系统，提出混合工质摩尔分数选择的方法，计算自复叠制冷系统的循环特性及其影响因素。结果表明：r744／r600a比r744／r290更容易分凝，且适用于较低压力或较高温度;分凝后r744的摩尔分数在气体中高于总体水平，在液体中低于总体水平;泡点露点温度随压力的升高而升高;将两种混合工质应用于自复叠系统中，在选择混合工质摩尔分数时要同时考虑制冷温度、冷凝器压力、蒸发冷凝器压力等因素;分凝后制冷剂的干度存在最佳值，使低温流在蒸发冷凝器中充分冷凝，同时使高温流在蒸发冷凝器中充分蒸发，这时系统性能达到最佳值;适当提高回热器换热系数有助于减少蒸发冷凝器的换热负荷，有助于提高压缩机入口处制冷剂的过热度，有助于提高系统性能。本文用数值模拟的方法计算出以上结论，为采用r744／r290和r744／r600a的自复叠制冷系统的深入研究和实际应用提供了理论依据，并对其它混合工质和采用其它混合工质的自复叠系统的研究提供了一些参考。

关键词： r744/r290 r744/r600a 自复叠制冷热力性质计算

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一种冷热联供一体机的实验研究

低温与超导 2017年第9期45卷 66-71页

作者：宋有强贾甲黄磊戴琳孔晓明合肥通用环境控制技术有限责任公司合肥230088

搭建了基于自行复叠循环的冷热联供实验平台。采用二元混合制冷剂r744/r600a作为运行工质,在加注一定的比例并对不断对成分比例和充注量进行调整后,实验系统最终在冷凝侧产生55.1℃生活热水的同时,蒸发侧箱体内获得了平均温度为-30.5℃... 详细信息

搭建了基于自行复叠循环的冷热联供实验平台。采用二元混合制冷剂r744/r600a作为运行工质,在加注一定的比例并对不断对成分比例和充注量进行调整后,实验系统最终在冷凝侧产生55.1℃生活热水的同时,蒸发侧箱体内获得了平均温度为-30.5℃的实验结果。装置通过多次开机以及长时间的实验研究。结果表明:压缩机压比不大于6,排气温度不高于81℃,系统运行安全稳定。

关键词：冷热联供 r744/r600a 混合制冷剂实验研究

采用混合自然工质的自复叠制冷系统热力性质分析

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热科学与技术 2007年第4期6卷 289-293页

作者：徐士鸣彭勃大连理工大学能源与动力工程学院辽宁大连116024

对r744/r290、r744/r600a混合自然工质的热力性质进行分析比较,并将它们用于自复叠制冷循环,对系统的循环特性进行分析。经过计算,得出了两种混合工质制冷性质的不同点及环境温度、制冷温度、混合工质中r744浓度对系统性能的影响。为今... 详细信息

对r744/r290、r744/r600a混合自然工质的热力性质进行分析比较,并将它们用于自复叠制冷循环,对系统的循环特性进行分析。经过计算,得出了两种混合工质制冷性质的不同点及环境温度、制冷温度、混合工质中r744浓度对系统性能的影响。为今后r744/r290、r744/r600a的实验研究和实际应用提供了理论依据,减少了实验的工作量。

关键词： r744/r290 r744/r600a 自复叠制冷热力性质计算