R22替代工質(zhì)設(shè)計(jì)理論分析及實(shí)際應(yīng)用研究.pdf

1、本文作為上海交通大學(xué)和廣東省吉榮空調(diào)設(shè)備公司的聯(lián)合培養(yǎng)博士后項(xiàng)目,旨在研究開發(fā)R22替代環(huán)保工質(zhì)空調(diào)設(shè)備產(chǎn)品.本文首先分析了R407c、R410a、R134a等幾種R22替代工質(zhì)的物性特點(diǎn)及其與R22的主要熱物性差別,分別給出了R407c、R410a、R134a在殼管式蒸發(fā)器、殼管式冷凝器、翅片管蒸發(fā)器及翅片管冷凝器等制冷部件中的基本傳熱流動(dòng)規(guī)律;綜合國(guó)內(nèi)外目前在單管傳熱的研究,結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)修正了部分傳熱計(jì)算公式;同時(shí)對(duì)混合工質(zhì)在換熱器

2、中的傳熱平均溫差進(jìn)行了探討;通過該部分的分析研究為換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算提供了理論依據(jù).CYCLE-11是一種模擬蒸汽壓縮式混合工質(zhì)系統(tǒng)循環(huán)的半理論模型.本文以此為基礎(chǔ),結(jié)合各種不同機(jī)組的實(shí)際情況,建立了壓縮機(jī)模型、換熱器模型及節(jié)流裝置模型.為使計(jì)算模擬具有實(shí)際性,本文將理論循環(huán)簡(jiǎn)化為11個(gè)分過程進(jìn)行討論,計(jì)算分析了混合工質(zhì)各組分濃度變化對(duì)機(jī)組制冷能力、能效比、壓力比及排氣溫度等性能的影響,為分析混合工質(zhì)溫度滑移和泄漏對(duì)機(jī)組性能的影響奠定了基礎(chǔ)

3、.本文在分析混合工質(zhì)的相變特性的基礎(chǔ)上,通過分析計(jì)算分別給出了混合工質(zhì)相變溫差、相變潛熱、相變定壓比熱容隨組分濃度及飽和壓力的變化情況.以此為基礎(chǔ),建立了衡量循環(huán)工質(zhì)與冷熱源間匹配效果的匹配性能指標(biāo)(MPC);根據(jù)MPC指標(biāo),提出了提高混合工質(zhì)與冷熱源間匹配特性的有效方法.為詳細(xì)研究非共沸混合工質(zhì)溫度滑移對(duì)系統(tǒng)循環(huán)性能的影響,本文采用CYCLE-11模型對(duì)幾種具有不同溫度差但具有相同平均溫度的冷熱源進(jìn)行了性能模擬.通過計(jì)算模擬分別給出了

4、機(jī)組能效比與冷熱流體溫度差的變化關(guān)系,對(duì)蒸發(fā)器順流冷凝器逆流、蒸發(fā)器逆流冷凝器順流、蒸發(fā)器逆流冷凝器逆流等不同換熱器排布方式的機(jī)組性能變化情況進(jìn)行了分析研究,同時(shí)探討了蒸發(fā)器順流冷凝器順流時(shí)機(jī)組的熵增情況.由此提出了為充分利用混合工質(zhì)溫度滑移提高機(jī)組性能特性,減少不可逆損失的換熱器基本設(shè)計(jì)原則.泄漏是混合工質(zhì)在制冷系統(tǒng)中應(yīng)用中必須重點(diǎn)考慮的問題.本文通過建立氣相泄漏儲(chǔ)槽模型首先分析了R407c濃度變化與泄漏率的關(guān)系、氣相濃度變化與環(huán)境溫