最新刊期
2024年第45卷第2期
- 摘要：应对新能源汽车复杂应用环境和应用需求，润滑油是影响跨临界CO2热泵空调性能、可靠性的关键因素。油品及油充注量对于充分发挥系统性能，保障系统安全稳定运行具有重要作用。讨论了跨临界CO2汽车热泵空调中润滑油的作用与影响。总结了应用于CO2汽车热泵空调的几种常用润滑油，并对各种润滑油的各项应用性能进行了对比。分析了加入润滑油对跨临界CO2热泵空调系统中各部件性能产生的作用与影响，以及对空调系统整体性能的影响。润滑油在压缩机中起到减小运动件磨损和工作噪声，防止制冷剂泄漏和排温过高等作用，但过量的油积聚于压缩腔中会导致容积效率降低和功耗升高；在换热器及管路中，油在流动壁面上形成的油膜增大了流动流阻及换热热阻，同时油在蒸发器中起到抑制核态沸腾和气泡扰动的效果，对换热起到恶化作用。总结了相关领域现有研究成果与结论，并对领域内关键研究方向进行了展望。关键词：润滑油;CO2;汽车空调;油循环率866|699|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：补气增焓热泵（VIHP）技术因在低温工况下具有高效、节能、环保等优势，成为近年来能源领域内的研究热点之一。阐述了现有文献中关于VIHP技术的研究现状，分别从应用型式、压缩机型式及其实现方法和优化研究进展等方面进行了深入讨论，对比分析了相关研究结果提升VIHP系统性能的优势和不足。并结合研究中存在的问题对其发展趋势进行展望，为VIHP技术未来的研究应用提供参考。关键词：补气增焓技术;热泵;应用型式;压缩机;优化研究839|1221|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：在《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》的履约和“双碳”战略的双重驱动下，制冷剂替代是制冷空调领域最为关注的热点之一。采用热物性相近的低GWP的HFOs制冷剂和天然制冷剂作为替代品，实现HFCs的削减被认为是较为合适的替代技术路线；但随着2023年2月欧盟出台的PFAS限制提案，引发了对HFOs制冷剂替代前景的担忧，这可能影响全球制冷剂替代发展。因此，首先对PFAS物质进行了介绍，分析了含氟制冷剂与PFASs的关系，并对PFAS法案的形成脉络和关键内容进行了解读，总结了不同领域对此的观点，希望对未来制冷剂替代方案的制定提供一定思辨意义和参考价值。关键词：制冷剂替代;欧盟PFAS法案;PFASs;HFOs;基加利修正案734|1203|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：冷水（热泵）机组作为集中空调系统的主要耗能设备，行业整体机组能效的提高会对按期实现“双碳”目标具有重大促进作用。GB/T 18430作为冷热水机组的基础性标准，修订工作已接近尾声，与之配套的能效标准GB19577?—2015也需要进行相应的修订升级。对GB/T 18430中对舒适型冷水（热泵）机组的考核方法与对应美国和欧洲的进行了对比分析，构建了一个水冷式冷水（热泵）机组的理论模型，从而将中国、美国和欧洲能效标准中规定的限定值水平折算为同一个指标下进行对比。对比发现，我国目前水冷式机组的IPLV入门限定值分别提升5.4%和25.2%后可以达到美国能效标准A路径和B路径能效水平，提升13.4%后可与欧洲能效标准水平持平；风冷式机组能效限定值在数值上增加25.4%后可与欧洲能效标准基本持平。本文的工作为后续能效标准GB19577—2015的修订提供了参考依据。关键词：冷水（热泵）机组;IPLV;测试方法对比;能效限值807|994|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器，通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统，研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”、“水冷”、“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明：在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷凝”两种模式，而“水冷”模式由于其传热面积远小于其它模式，所以其热流密度最高；“全工况”模式在保持配风量及循环水总量一定的条件下，热流密度随循环水配比的增大而先增大后减小，喷淋水与冷却水的流量最佳配比为2∶5；“全工况”模式在严寒干燥地区、寒冷地区以及夏热冬暖地区的总热流密度分别为5 879.64 、3 964.28 及2 933.05 W/m2，因此不同地区环境运行的传热性能相差较大，该冷凝器“全工况”模式在空气干燥的地区，喷淋冷却水温度范围为13~18 ℃运行时传热性能较优。在相同的条件下，“蒸发冷凝”模式的水膜传质系数高于“全工况”模式，且两者均随喷淋密度的增大先增大后减小。关键词：蒸发式冷凝器;椭圆型套管-管翅式换热器;传热传质性能;运行特性;实验分析504|673|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：隧道地源热泵是解决地铁隧道热污染的有效技术之一，毛细管换热器（CHE）因具有抗腐蚀、易弯曲、换热性能好、节省空间等优点被广泛应用于隧道地源热泵系统的前端换热器。基于示范工程建立了CHE流-热耦合传热模型，并在TRNSYS平台搭建CHE仿真系统，对隧道衬砌内CHE在连续、间歇运行下的传热性能进行分析。结果显示，当运行时间比由1/3逐渐增至1时，制冷季和采暖季第7日的CHE日均热流密度分别由100.59、87.42 W/m2降至78.14、68.62 W/m2，相应的围岩内表面温度分别随之增大和减小，表明间歇运行能显著提高换热器的传热性能，并有助于缓解隧道围岩冷热堆积问题。关键词：可再生能源;热泵;毛细管;间歇运行;传热性能485|547|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对石蜡导热性差、蓄热效率低等问题，利用含碳材料的高热导性改善石蜡蓄热性能。将8~12 nm、10~20 nm、20~40 nm三种不同直径的碳纳米管粉末，以5%的质量分数加入到石蜡中，研究不同碳纳米管直径对石蜡蓄热性能的影响以及碳纳米管/石蜡复合相变材料各向导热特性。实验结果表明：随着碳纳米管直径的减小，复合相变材料的比热容和潜热值降低，与纯石蜡相比，相变温度约降低1 ℃，潜热值下降2.6%~3.4%，比热容减小16.2%~16.5%。导热系数及热扩散率提高，缩短了石蜡融化时间，8~12 nm的复合材料融化时间缩短18.2%~46.7%。垂直方向的温度均匀性也得到有效改善。小直径的碳纳米管对石蜡复合相变材料蓄热特性具有较好的改善效果。关键词：相变蓄热;碳纳米管;导热系数;蓄热性能490|511|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为促进氢燃料电池的发展，设计了一种新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机，在隔膜压缩机上膜头内部设置多个贯穿式的第一冷却流道，其与进气管和排气管在平面内相互垂直布置，进气管和排气管位于第一冷却流道之间，其中第一冷却流道包括多个冷却管路，冷却管路之间呈“米”字型排布；在下膜头靠近油腔侧的端部设置第二冷却流道，其冷却管路布置与第一冷却管路类似，从而使得隔膜压缩机膜头内部可以得到充分冷却。通过搭建的新型膜头环绕式冷却隔膜压缩机实验台，对其性能进行测试，分析了压比、进气温度对其性能的影响以及环绕式冷却管路的冷却效果随冷却介质温度的变化规律。测试结果表明：隔膜压缩机的等熵效率和容积效率会随压比的增大而降低，等熵效率和容积效率最高可达65%和64%；在压比一定的工况下，排气温度随进气温度的增大而升高，且在进气温度相近的情况下，压比越大排气温度越高；环绕式冷却管路的冷却效果在压比大的工况下更显著，最高可降低184.5 ℃。关键词：加氢站;隔膜压缩机;膜头环绕式冷却;压比442|490|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：实验研究了变热源进口温度工况和变热水进口温度工况下膨胀阀开度对R32热泵系统稳定性和系统性能的影响规律。结果表明：不同工况下系统存在不同的过热度振荡区间，且热源进口温度对起始振荡过热度的影响较显著，而热水进口温度对其影响则不明显；变热源进口温度（15~25 ℃）工况下，制热量随着过热度的变化呈现不同的变化规律，而其COP则呈现相同的变化规律，且系统均在过热度振荡区间内获得最大COP；变热水进口温度（30~40 ℃）工况下，制热量和COP均随着过热度的变化呈现相同的变化趋势，且两者均在过热度振荡区间内取得最大值；热源进口温度的升高和热水进口温度的降低均可使系统获得的最大制热量和最大COP增大，且两者在热源进口温度为25 ℃时分别为9.287 kW和4.646，而在热水进口温度为30 ℃时则分别为9.148 kW和5.665。关键词：系统稳定性;过热度振荡;热泵系统;变工况特性;R32540|642|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：建立了无墙面阻碍和有墙面阻碍情况下低环境温度空气源热泵六列四行的阵列物理模型，对以261.15 K为名义工况下的空气源热泵外环境流场进行三维数值模拟。对比研究不同水平风速下蒸发器换热面入口空气温度和换热量，分析冷风回流现象对低环温空气源热泵传热性能的影响，指出最恶劣工况机组的位置。环境风存在阻碍风机出口冷空气的扩散，使风机出口偏转角增大，导致冷空气在风机上部堆积，阵列内部以及背风侧的机组冷风回流现象更加明显。结果表明：当机组横向间距为0.6 m时，水平风速分别从0 m/s增至5 m/s，阵列机组最低入口空气温度比环境温度低2.44～3.69 K，平均换热量下降1%~6.2%，平均入口空气温度比环境温度低0.78~1.57 K；当机组距墙间距为0.6 m时，水平风速分别从0 m/s增至5 m/s，阵列机组最低入口空气温度比环境温度低3.51～4.14 K，平均换热量下降5.9%~11.5%，平均入口空气温度比环境温度低1.29~1.98 K。在此基础上对不同横向间距、不同距墙间距下阵列空气源热泵进行模拟，结果表明：增大横向间距或距墙间距均能改善阵列低环温空气源热泵机组的换热。当横向间距增至1.2 m，阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的96.5%以上；距墙间距增至1.2 m，阵列机组平均换热量可达原来机组换热量的91.3%以上。横向间距或距墙间距为1.2 m为较好安装间距。关键词：低环温空气源热泵阵列;数值模拟;冷风回流;环境风场469|535|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为了对CO2跨临界蒸气压缩循环进行高效冷却并提升系统性能，提出分布式压缩循环系统（distributed compression cycle system, DCCS）。在DCCS中，气冷器出口的超临界CO2不再被进一步过冷而是进行二次增压，并在常规热汇条件下进行放热冷却。通过热力学计算DCCS在不同工况下的性能随二次增压比变化情况。结果表明：相对于基础系统，DCCS可有效提升系统性能，在气冷器出口温度不变时，最大制冷COP增幅在8.2%~10.76%之间，制冷量的增幅最高可达约26%。在蒸发温度不变时，最大制冷COP增幅在8.57%~13.51%之间。DCCS中理想的二次增压比要求并不高，且对于二次增压所增加的系统功耗相对于基础系统不会超过20%。相对于目前仅采取单一过冷技术的系统，DCCS在系统性能系数上仍具有优势。DCCS的提出为跨临界CO2蒸气压缩循环系统的性能提升与完善提供了全新的方向。关键词：分布式压缩;CO2;跨临界;当量过冷;制冷循环485|601|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为解决能源使用效率低、HCFC/HFC等非环保制冷剂使用等问题，提出了不同于传统干燥技术的以空气为工质的空气循环热泵干燥（ACHPD）系统新技术。建立了数学仿真模型，通过所构建实验台的实验结果进行验证，干燥速率误差在±0.01%以内，系统功率误差在±7%以内。与传统的电加热器干燥（EHD）系统相比，当水质量蒸发率从0.75 kg/h增至3.45 kg/h时，ACHPD系统的节能率达到15%~27%。进气温度由10 ℃增至40 ℃和相对湿度由30%增至80%分别使单位除湿能效比（MER）降低约7%和21%。膨胀机效率由0.55增至0.8和压缩机效率由0.4增至0.9会使系统的能效分别降低17%和36%。关键词：开式循环;空气循环;热泵;干燥系统465|569|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为提升区域能源综合利用和促进低碳发展，针对园区等典型区域构建综合能源系统，包含光伏、风电等新能源发电系统及地源/空气源热泵及冷水机组等园区冷热能源供给系统与储能设备等。利用TRNSYS软件对北京地区6种气候条件下系统的动态特性进行仿真研究，采用博弈方法进行智能化运行并与逻辑控制方法对比。结果表明逻辑控制方法下可满足负荷需求但无法实现热泵机组始终高效运行与储能装置的充放平衡。进行博弈优化后的综合能源系统不仅能通过电热协同实现能量柔性调度分配，还能节约热泵机组整体能耗，并实现区域能源经济效益的目标。为综合电热协同网络中热泵系统的智能化运行技术提供了重要的理论基础。关键词：电热协同;热泵;智能化运行;动态特性;TRNSYS;博弈优化474|475|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：以试验区置有两个动力电池的294 L高低温试验箱作为研究对象，通过CFD模拟了高低温试验箱恒温45 ℃时箱内电池的温升和散热情况，并对高低温试验箱的流场进行优化。结果表明：对于同侧上送风下回风的气流组织形式，在试验区上部放置多孔板进行孔板送风有助于提高流场均匀性；两个动力电池之间会出现涡旋现象，通过增加置物架与内箱底部的间距、适当增大回风口截面积均能减轻甚至消除涡旋现象，提高流场均匀性，当置物架与内箱底部的间距增至0.2 m，回风截面的高度增至0.15 m后，试验箱流场的整体不均匀度由1.73降至0.4，电池间的涡旋现象消失。关键词：动力电池;高低温试验箱;流场;涡旋428|517|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：为探索真空环境下，气泡在溶液吸收过程中流动、传热特性及其机理，设计了一种增压型垂直管内溶液鼓泡吸收输运特性测量实验装置，并介绍了该装置的结构和工作原理，通过系统真空度维持、气泡流动和能量校核等实验分别验证系统的可靠性和准确性。结果表明，增压技术实现了负压环境下的鼓泡吸收。静置12 h系统真空度上升率仅为2.33%，系统气体泄漏量为2.4 mL/h，装置具有良好的可靠性。实验过程中的气泡产生、上升、碰撞、聚并和破裂行为与文献气泡流动行为一致。溶液和冷却水的出口温度、溶液出口质量分数测量结果最大相对偏差分别为0.08%、0.02%和0.01%；不同溶液入口温度和溶液流量的能量校核实验的最大误差分别为10.4 J和12.5 J，装置具有良好的准确性。为探究真空环境下鼓泡吸收的输运特性及揭示其传递机理奠定了良好的实验基础。关键词：增压;鼓泡吸收;流动;传热;实验装置407|562|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：房间空调器制冷量的计量结果在不同焓差室间不一致的问题仍困扰着中国空调行业，是国际贸易中容易引发纠纷的计量学问题，亟待研究可对焓差实验室进行标定的标准冷源。在研究国内外房间空调器几种主流的制冷量计量方法以及标准冷源研究现状的基础上，结合对冰浆制冷物理过程的深入理解，提出基于冰浆制冷的标准冷源装置，包括冰浆制备系统和换热系统两大部分。对其进行实验研究及制冷量不确定度分析，验证该标准冷源装置是否具备标定焓差实验室的能力。实验结果表明：在焓差室室外侧为0 ℃，室内侧为标准制冷工况， m ?=70 g/s下该标准冷源装置输出制冷量的相对不确定度可以达到1.2%，约为空气焓值法的1/3，可作为标准冷源对焓差室的制冷量测量结果进行标定，有助于提高制冷行业的国际竞争力。关键词：冰浆制冷;标准冷源;焓差室;空气焓值法;校准;相对不确定度425|520|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：针对高速列车IGBT模块的高效散热问题，设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器。建立了3组不同针肋参数模型，通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响，得出最优针肋散热器的针肋数量为64、直径为12 mm、高度为45 mm，相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了10.57 ℃，散热器内部干冰升华率提高了17.2%。通过实验观测到了干冰微粒冷却流体在管内流动状态以及干冰微粒在散热器内部扰动碰撞过程，验证了模拟结果，干冰微粒喷射冷却使热源功率为1.6 kW的IGBT模块保持在约25 ℃，满足其散热需要，为深入研究干冰微粒喷射冷却技术提供指导。关键词：干冰升华;散热器;相变;IGBT模块433|526|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：设计了一款空气冷却式降温服，并确定其冷却功率及进出口空气的状态参数和流量，同时计算了空气冷却式降温服用半导体制冷装置所需的制冷功率。对半导体制冷装置进行实验和数值模拟，通过实验数据验证了数值模拟计算模型的准确性，并提出优化方案。采用验证过的数值模拟计算模型对半导体制冷装置进行优化设计与计算，优化后半导体制冷装置在干球温度为34.4 ℃、湿球温度为27.9 ℃的环境中可提供流量和温度分别为6.283?10-3 m3/s和 29 ℃的冷风，符合空气冷却式降温服的设计要求。关键词：降温服;半导体制冷;珀尔贴效应;空气冷却470|601|0发布时间：2024-07-18
- 摘要：通过对比不同CO2进气压力下4款冷冻活检针中的降温特性，分析进气压力、J-T槽内径、回流通道大小对于活检针降温的影响，并测试其在明胶中形成的冰球大小。结果表明：1.8-0.42 mm、1.8-0.30 mm、1.8-0.12 mm、1.1 mm活检针分别在4.5、4.0、5.5、5.5 MPa的进气压力下降温最快。压力较小时，降温速率与进气压力呈正相关，进气压力大于最佳压力值时，随着压力增大，冰堵加剧；测试的活检针中，较小的J-T槽内径有利于提高活检针的降温速率以及获得更低的刀头温度，较大的回流通道可以减少管内冰堵，提高降温速率；1.8-0.42 mm、1.8-0.30 mm、1.8-0.12 mm、1.1 mm活检针分别在4.5、4.5、6.0、6.0 MPa气源压力下冰球直径最大，当J-T槽的内径减小时，其最佳的气源压力有所增大。关键词：冷冻活检;J-T效应;降温速率;活检针411|530|0发布时间：2024-07-18
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