带气_液回热器的制冷系统性能研究
回热器在制冷系统中的应用研究
回热器在制冷系统中的应用研究摘要：回热器是制冷系统的关键零部件，特别是对于深冷冰箱、冷柜来说，十分重要。
本文以自制冰箱、冷柜用回热器为研究对象，探究了回热器在不同制冷剂系统及布置位置的应用效果。
结果表明，自制回热器换热效果比原贴合方式效果好，新型回热器对R600a、R290纯工质系统无明显改善作用，但对混合工质制冷系统作用显著，回热器能够降低混合工质排气压力，进而提升压缩机性能、改善能效和降低系统噪声；带有回热器系统，可以采用中低背压压缩机实现深冷；回热器布置在冷凝器前，可以降低侧板发烫问题；回热器布置在冷凝器后，可以优化制冷系统，先回热再节流，缩减回气管、毛细管长度，简化制冷系统并提高能效。
此外，采用高效回热器可以优化制冷系统、降低成本，具有广阔的应用前景。
关键词：：回热器；制冷系统；能效；噪声引言回热器是制冷系统关键部件，但是在冰箱、冷柜系统里常常忽略其重要作用。
在普通家用冰箱、冷柜中，常采用毛细管接触回气管的形式代替回热器，默认系统仅4大部件：压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器。
实际上，回热器是制冷系统能量分配、压力调节的管理员，是关键的第5大核心部件。
目前，回热器在空调、商用制冷机组等大型制冷设备中应用较多，如套管式回热器、板式换热器，而在冰箱、冷柜上应用较少，这与冰箱回热功率低有关。
随着冰箱容积增加、冷冻温度降低，冰箱所需回热量增加，现有工艺是延长冰箱回气管，但导致成本增加、预装工艺复杂、箱胆结霜风险增加。
因此，开发适用于冰箱、冷柜用回热器，是深冷、大容积产品的迫切需求。
回热器在制冷系统中的应用效果不仅取决于回热器本身换热性能，还与制冷剂以及安装位置相关。
向立平等采用回热对不同制冷剂做了研究，发现回热器对R600a、R134a、R290等冷凝-蒸发温度差异大的制冷剂有提效作用，但对R22、R32、R717等有恶化作用，且系统提效与回气过热度有关。
回热器是将蒸发器出口的回气剩余冷量传递给冷凝器出口的两相制冷剂，提高冷凝出过冷度增加冷量回收，进而提高制冷效率。
R134a单级蒸汽压缩回热制冷循环的分析
R134a单级蒸汽压缩回热制冷循环的分析作者：熊锋周峥艳来源：《报刊荟萃（下）》2017年第11期摘要：㶲分析是在热力学第二定律的基础上，从“量”与“质”的结合上规定了能量的“价值”。
㶲分析作为一种新的热力学分析方法，揭示了能量转换的本质，改变了人们对能的性质、能的损失及能量转换效率的传统看法，为合理用能指明方向。
㶲分析方法在热动力循环的研究中正广泛采用。
关键词：R134；分析；㶲分析一、R134aR134a（氟利昂）是一种新型制冷剂，属于氢氟烃类（简称HFC）。
其沸点为-26.5℃。
破坏臭氧层潜能值ODP为0，但温室效应潜能值WGP为1300（不会破坏空气中的臭氧层，是近年来鼓吹的环保冷媒，但会造成温室效应。
），现被用于冰箱、冰柜和汽车空调系统，是一种很环保的制冷剂，以代替氟利昂12。
在制冷和空调设备所采用的制冷循环中，蒸气压缩制冷循环占有相当大的比例，为了进一步提高这类循环的性能系数，有必要对蒸气压缩制冷循环进行热力学分析。
本节将应用热力学第一定律首先分析一下带回热制冷循环系统的热力性能。
一般，蒸气压缩回热制冷循环至少由五个部分组成：压缩机、冷凝器、回热器、膨胀节流件及蒸发器。
二、㶲分析计算一个实际过程或循环，总是存在着各种不可逆过程，单级蒸汽压缩回热制冷循环也不例外。
从分析循环损失着手，可以知道一个实际循环偏理想可逆循环的过度、循环各部分的损失大小，从而可以指明提高循环的经济性途径。
热力学第二定律不仅可以判断过程的发展方向、能量的品质，而且还可以用来分析系统内部的各种损失。
本节将应用热力学第二定律，对带回热制冷循环系统进行㶲分析计算，得出有效能损失的分配情况，以找到合理的改进途径，做到有的放矢。
下面将对压缩机、冷凝器等部件建立有效能平衡方程，计算各个部件的㶲损、水的㶲损及冷量㶲。
1.压缩机压缩机是蒸气压缩制冷循环的“心脏”，通过耗费一定的功使制冷剂压力和焓值升高。
下面将对压缩机进行㶲分析计算。
混合工质单级压缩回热制冷系统的设计与性能分析
4.1 混合工质的物性参数 R23 和 R134a,R600a,R125,R14 标准沸点相差值,
符合 40—80℃同属 HFC 制冷剂,具有较好的环境可
接受性。物性参数如表一所示,其混合制冷剂适用
于-40～-80℃低温制冷系统，R23 与 R14 更是可以
制的-60～-100℃的温度，只是此状态系统的压比
用预冷，并将压缩机排气通过冷凝器冷却，冷却后 降温。
3.2 系统换热器型式选择
回热器是 LHR 循环非常重要的一个装置，换热 的好坏直接影响着这个系统的稳定运行。回热器通 常采用逆流换热器，根据结构特征分为螺旋肋片管 式、套管式、多孔板式三种。螺旋肋片管式换热器 由于结构紧凑，易于微型化等特点，在微型节流制 冷机中得到了广泛的应用。多孔板式换热器由于具 有更高的比表面积，占空率高，是一种新型的低温 换热器。套管式换热器制作简单，成本较低，是目 前小型制冷系统中应用最广泛的一种换热器。综上， 冷凝器、回热器都采用逆流螺旋管式套管换热器。
1 前言
随着生物学、医学、电子产业、航空航天的发 展和食品流通的发达,节能、环保、运行可靠、成 本低廉的- 60℃低温制冷机越来越多的广泛应用于 生物、医学研究等领域，用来保存红细胞、白细胞、 皮肤、骨髓、细菌等；在科研、生产方面的需求也 越来越大，用于电子器件和特殊材料的低温实验。 但使用纯工质的单级压缩循环所能达到的温度,通 常最低只能达到- 40℃左右。要达到更低的制冷温 度,就要采用多级压缩循环或复叠式循环,自动复 叠循环制冷机可以把混合工质中的高低沸点成分 进行分离,高沸点成分经过节流后来预冷低沸点成 分,用低沸点成分制冷来获得低温，但这样就增加 了系统的复杂性。
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带回热器的跨临界CO2两相流引射制冷系统性能实验研究
ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｎｄ ａ Ｃ Ｏ Ｐ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｂ ｙ ０ ． ８ ５ ％ 一 ８ ． ６ ％ ａ ｎｄ ０ ． ８ ８ ％ 一１ １ ． ７ ％ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ 由 ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｏ 期
制冷技 术
Ｒｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｃｒ ｙ ｏ ．＆ Ｓ ｕｐ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ Ｖ０ １ ． ４１ Ｎｏ ． ７
带 回热 器 的 跨 临 界 Ｃ Ｏ ２两 相 流 引 射 制 冷 系 统 性 能
实 验 研 究
孔海利 ，郭宪 民，李 添龙 ，李倩 ，王冬丽
（ 天津 商业 大学 天津市制冷技术重点 实验 室 ， 天津 ３ ０ ０ １ ３ ４ ） 摘要： 对带 和不带 回热器（ Ｉ Ｈ Ｘ） 的跨临界二氧化碳两 相引射制冷系统 进行 了实 验研究 ， 主要分 析了 回热器 、 实 验工况 、 引射器 尺寸参 数对系统性能 的影 响。结果表 明 ： 对于 固定 的气 冷器 出 口温 度 、 不 同 的气 冷器压 力工况 ， 回
（ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｍｅ ｒ ｃ ｅ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ １ ３ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｅ ｒ ｉ ｔ ｉ ｅ ｌ ａ Ｃ Ｏ ２ ｔ ｗ ｏ—ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｅ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｆ ｉ ｒ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ — ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ａ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ（ Ｉ ＨＸ ）ｗ ｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｉ ＨＸ ， ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｉ ｒ ｃ ｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｓ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ —
制冷系统中热力学性能分析与优化
制冷系统中热力学性能分析与优化引言：制冷技术被广泛应用于家庭、商业和工业领域，为人们提供舒适的空调环境和保鲜冷藏的条件。
然而，随着能源紧张和环境污染问题的加剧，制冷系统的能源效率和环境友好性日益受到关注。
因此，研究制冷系统中的热力学性能分析和优化具有重要意义。
一、热力学性能分析热力学性能是衡量制冷系统效率的重要指标。
在制冷系统中，常用的热力学性能参数包括制冷剂的制冷量、制冷剂的压缩功和制冷效能。
制冷量是指制冷系统从低温热源吸收的热量，制冷效能则是指单位制冷量所需的功。
在热力学性能分析中，常用的方法是通过制冷循环的热力学分析来研究制冷系统的性能。
热力学循环通常由蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀等组成。
通过分析每个组件的热量交换和功交换，可以得到制冷系统的热力学性能。
二、热力学性能优化为了提高制冷系统的能源效率和环境友好性，热力学性能的优化成为一个重要的研究方向。
热力学性能优化可以从不同方面进行，包括选择合适的制冷剂、优化制冷循环和改进制冷设备等。
首先，选择合适的制冷剂对于提高制冷系统的性能至关重要。
制冷剂的选择应考虑到制冷量、环境影响和安全性等因素。
一些高效环保的制冷剂，如天然制冷剂和新型制冷剂的应用可以显著提高制冷系统的能源效率，同时减少对大气臭氧层的破坏。
其次，优化制冷循环可以有效改善制冷系统的性能。
通过改变循环中的工作流体、压缩比和温度等参数，可以实现制冷效能的提高。
例如，采用逆向循环和多级循环等技术可以显著提高制冷系统的能效。
最后，改进制冷设备也是提高制冷系统性能的重要途径。
新型的蒸发器和冷凝器设计、高效的节流阀以及先进的压缩机技术都可以提高制冷系统的效率。
此外，采用可调速驱动的压缩机和采用回热利用技术等方法，也可以在降低能耗的同时提高制冷系统的性能。
结论：制冷系统中热力学性能的分析和优化，对于提高能源效率和环境友好性具有重要意义。
通过选用合适的制冷剂、优化制冷循环和改进制冷设备等措施，可以有效地提高制冷系统的性能。
制冷与空调设备运行操作证考试题库及答案
制冷与空调设备运行操作证考试题库及答案1、【单选题】POE是( )类冷冻油。
（A ）A、聚脂类B、矿物类C、醇类2、【单选题】《职业病防治法》规定:用人单位应当为劳动者创造符合国家( )和卫生要求的工作环境和条件,并采取措施保障劳动者获得职业卫生保护。
（B ）A、安全政策B、职业卫生标准C、安全要求3、【单选题】《蒙特利尔议定书》及有关国际协议规定发展中国家停用R12类物质的时间为( )年。
（A ）A、2010B、2040C、20204、【单选题】下列与职业道德行为特点不相符的是( )。
（C ）A、与职业活动紧密相连B、对他人和社会影响重大C、与领导的影响有关5、【单选题】为了减轻盐水对泵的腐蚀,需定期用酸度计检查盐水的PH值,使之呈中性或微弱的( )。
（B ）A、酸性B、碱性C、腐蚀性6、【单选题】为了防止压缩机的湿冲程和液击,制冷系统设置回热器实现供液与回气进行热交换,提高回气的( )。
（C ）A、湿度B、过冷度C、过热度7、【单选题】为提高溴冷机热交换设备的热交换效果,常在溴化锂溶液中加入的表面活性剂是( )。
（C ）A、铬酸锂B、氢溴酸C、辛醇8、【单选题】关于液体蒸发和沸腾说法不正确的是( )。
（A ）A、蒸发和沸腾都是液体变成气体的汽化过程,二者没有区别B、蒸发可以在任何温度下进行,而沸腾必须达到沸点C、制冷工程中制冷剂在蒸发器中的汽化过程其实是沸腾过程9、【单选题】制冷系统中出现的就是冻堵现象,是系统内因为含有超过规定值的( )。
（A ）A、水分C、空气10、【单选题】化学冻伤一般分为三度,损伤到表皮的化学冻伤级别是( )度。
（A ）A、一B、二C、三11、【单选题】吸入基元容积的气体与压缩终了气体容积之比称为( )。
（B ）A、压力比B、内容积比C、外容积比12、【单选题】在制冷系统中,以下属于安全装置的是( )。
（B ）A、过滤器B、安全阀C、紧急泄氨器13、【单选题】在制冷系统中,制取冷量和输出冷量的设备是( )。
回热式低温制冷机技术
发动机
COP =
Qc T ≤ c = COP 制冷机 Carnot W Th − Tc
η Carnot
COP Carnot
是同温限卡诺循环热机的工作系数，它在T-S图上 由两个等温过程和两个等熵过程组成的，具有最高 的热力学完善度。但实际循环不可能是完全可逆 的，而且实际工质的性质也不适合采用卡诺循环
Cv ∝ (T / θ D )
几种间壁式制冷机 (Recuperative cryocooler)
采用间壁式换热器 工质运动是定常的 工质压缩和膨胀工 作过程是在不同的 通道内进行的 两侧通道内的压力 和流速不等，换热 系数不同，效率较 低
第四部分
脉管制冷机
特点和工作原理 研究背景和意义 研究现状和问题
回热式低温制冷机
巨永林
Columbia University，Nevis Laboratories Department of Physics, New York 上海交通大学，制冷与低温工程研究所 机械与动力工程学院，上海
主要内容
低温研究背景和意义 回热式制冷循环 回热式低温制冷机 脉管制冷机 热声驱动制冷机 应用，问题和发展趋势 结束语
Stirling Gifford-McMahon Pulse tube
机构示意图
W W W
Qh, Th Qh, Th Qh, Th Qht, Tht
Qc, Tc
Qc, Tc
Qc, Tc
回热式制冷机结构特点
压力波发生器（压缩机）：提供系统容积或压力变化 回热器(蓄冷器)：在回热过程中存储和释放热量(冷量) 热端和冷端换热器：实现与不同温度下外热源的热量交换
热交换气液分离器在热氟融霜制冷系统中的应用
热交换气液分离器在热氟融霜制冷系统中的应用T he A pp rication of H eat Inchanger Suction A ccum ulato r in Ho t D efro sting牛明江(铁道部石家庄车辆厂 河北050071) 小型氟利昂制冷装置在使用中,根据情况往往需要进行热氟融霜,该工况是制冷工况的逆循环。
在融霜时,高温高压的热氟蒸气免不了在蒸发器中凝结出制冷剂液体,若直接被活塞式压缩机吸入,会引起液击事故。
对活塞式制冷机组成的两个或两个以上的制冷系统,为了使系统简化,融霜时可将被融霜系统的氟液排往另一系统去制冷。
但对单系统(一台压缩机带一台蒸发器)来说,若进行热氟融霜,按惯例须在系统中增设排液桶,而排液桶只解决系统排液问题,要解决液击问题,往往还需增设气液分离器。
图1 热交换气液分离器结构简图1.检查孔2.外筒3.内筒4.安装脚5.出液接头6.顶盖7.反虹吸管8.回气管9.进液接头 10.吸气弯管 11.吸油管 小型制冷系统的可靠性在一定意义上取决于它的繁简程度。
组成一个制冷系统的部件越少、阀门越少、易损件越少,该系统就越可靠。
随着排液桶和气液分离器的加入,使制冷系统复杂化,不仅需增设排液管、加压管、回油管、回气管等,而且需要相应地增加许多阀门,这无疑给渗透性极强的氟利昂增加了许多漏洞,给操作、维修带来诸多不便。
近年来,笔者在开发高温冷库制冷机组的过程中,对小型氟利昂制冷装置,热氟融霜制冷系统的简化进行了研究尝试并获得成功。
我们的做法是:将热交换器同气液分离器混为一体,设计一台热交换气液分离器(结构如图1)应用于热氟融霜制冷系统中。
融霜工况时,由蒸发器排出的气液混合物通过回气管8进入17牛明江:热交换气液分离器在热氟融霜制冷系统中的应用该容器,并通过改变气流方向和流速及碰撞等将气液分开,分离后的氟液在内桶的下部得以暂缓停留,进而保证压缩机吸入的是干饱和蒸气或过热蒸气,防止了液击。
详解回热器的特点和优势
详解回热器的特点和优势回热器又称气液热交换器，是回热式低温制冷机中的关键部件。
回热器是一种把热量从一种介质中传到另一种介质中的热交换设备。
回热器按热力过程和传热过程的形式可分为稳定流动回热器和不稳定流动回热器两大类。
稳定流动回热器中气体流动时间比冷热气流切换时间长得多，切换对气流的影响可以忽略，气体流动认为是稳定的。
这类回热器主要用于燃气轮机等设备；不稳定流动回热器中冷热气流的切换相当频繁，气流通过回热器换热的同时，伴随有质量流量和气体压力的变化，因此属于非稳定流动过程。
回热式制冷机中用到的就是不稳定流动回热器。
如下图所示图1 回热器一般情况下，回热器由两种尺寸不同的标准管紧密连结在一起的同心圆套管，通常钎焊在一起的，外面的叫壳程，内部的叫管程，两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。
内管一般用光管或肋片管制成。
回热器使节流前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂进行热交换使液体过冷，蒸汽过热。
如下图回热器制冷演示图2 回热器工作演示图由于管道的长度和隔热程度，使管内的蒸汽与外界传递而加热，这种现象称为吸气过热。
这种过热度会使压缩机吸气温度升高，吸入蒸汽的比容增大，导致单位容积制冷剂量降低，压缩机的制冷量减少，不利于制冷循环，长时间运行使得压缩机运行工况恶化，使用寿命降低，因此回热器的作用就是将压缩机的吸气过热度控制在一定范围内。
以杭州沈氏节能科技股份有限公司为例，杭州沈氏凭借在换热器领域深耕多年，研制出一系列广泛应用制冷系统的回热器、经济器、冷凝器等换热器设备。
杭州沈氏回热器的外管采用不锈钢材质，内管采用传热效率高的紫铜材质，且内管采用螺旋槽管结构，如下图所示。
图3 回热器内管结构图4 内管螺旋结构热交换演示杭州沈氏内管螺旋槽纹结构能起到双边强化换热的作用，流体在管内既有沿轴向的流动，也有沿着螺旋旋转流动，加剧了近壁面处流体与中心流体的混合，加强了湍流强度，使传热系数大。
回热器为系统提供两个优势：1.提高单位容积的制冷量；2.使节流前制冷剂成为过冷态，可以在节流过程中减少气化，是节流机构工作稳定。
工质和回热器参数对斯特林制冷机性能影响的研究.kdh
文章编号：0253-4339(2009)01-0049-07工质和回热器参数对斯特林制冷机性能影响的研究孙乐安银松卢勇束鹏程(西安交通大学流体机械及压缩机国家工程研究中心西安 710049)摘要针对斯特林制冷机在环保、节能、结构紧凑等方面的优点，建立了一种应用于制冷温区(即：家用和商用冰箱领域，温度在173K~283K的范围)的整体式斯特林制冷机。
并对其进行了不同工质(分别采用的氮气和氦气)和四种不同的回热器结构参数(文中表2)对整机性能影响的研究。
研究结果表明：整体式斯特林循环制冷机应用于制冷温区时，各种结构间存在着最优匹配。
四种回热器结构中结构3的系统整机性能最优。
在最优匹配的结构中，不同工质氮气和氦气的最佳充气压力和制冷性能有所不同，在结构3中以氮气和氦气为工质的最佳充气压力分别为1MPa和1.3MPa，而制冷量和COP与转速的最优关系区域分别是：氮气为500~700r/min，氦气为800~1000r/min。
关键词热工学；性能；斯特林制冷机；工质；回热器；研究中图分类号：TB651 文献标识码：AInfluence of Working Fluids and Regenerator Parameters onPerformance of Stirling RefrigeratorSun Le’an Yin Song Lu Yong Shu Pengcheng(National Engineering Research Center of Fluid Machinery and Compressors, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China)Abstract A V-type integrated Stirling refrigerator was developed. The influence of different working fluids and four configurations on the performance of the regenerator was investigated. The parameters such as power consumption and Coefficient of Performance (COP) were discussed at various rotating speed and charged pressure. The results show that in the Stirling refrigerator used at refrigeration temperature, the configuration 3 is the optimal structure match of this prototype unit with the optimal charging pressure of 1 MPa for nitrogen and 1.3 MPa for helium. In addition, the rotational speed for the optimal cooling capacity and COP is 500–700 r/min for nitrogen and 800-1000 r/min for helium.Keywords Pyrology; Performance; Stirling refrigerator; Working fluids; Regenerator; Investigation斯特林制冷机由于其高效和可靠性而广泛地用于航空航天、导弹制导、遥感遥测等诸多低温领域[1]。
带回热器的R1234yf热泵系统能量分析和[火用]分析
![带回热器的R1234yf热泵系统能量分析和[火用]分析](https://img.taocdn.com/s3/m/54c4a7323c1ec5da51e27036.png)
收稿日期 $%&9:%":>% 基金项目 河北省自然科学基金资助项目! +$%&#$%=$>=" #河北省教育厅基金项目! l0$%&9&$"" 作者简介 王洪利!&=9"$" %男%博士%主要从事热力学()a$ 跨临界循环及节能技术研究%+:?7@5& 574Z@IMER5A&">6C4?#张率华%男%硕士
R+-./E )+1-8-./E )+)6E2&2*,[FHIJE,5-)%$A'$2E2%-' 3&%5&+%-.+)65-)%-805)+/-.
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回热器在制冷系统中的应用研究
回热器在制冷系统中的应用研究摘要：伴随着全球碳排放限制升级，中国“碳达峰”和“碳中和”的迫切要求，对家电行业的节能减排要求不断提高。
国内外对冰箱的能效标准等级也在同步升级，未来超高效、低能耗的冰箱产品将是最重要的发展方向之一，进而对冰箱制冷系统的效率提升技术提出的更高要求。
关键词：回热器；制冷系统；能效；噪声引言当前在冰箱生产过程中，始终困扰生产的一个问题是如何控制冰箱管路系统的真空度。
由于抽真空不够或者管路的泄漏，使得管路中含有一定比例的空气，水蒸汽等不凝性气体，这种不凝性气体随着其含量的不同，影响着整个冰箱的制冷性能。
真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度，是指在给定的空间内，压强低于101325Pa（也即一个标准大气压强约101kPa）的气体状态。
若所测设备内的压强低于大气压强，我们就用真空表来测量，真空表所读得的数值称真空度。
真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，即：真空度=大气压强-绝对压强，其中绝对压强就是大气压加表压。
1冰箱制冷系统动态仿真平台介绍1.1系统动态仿真平台的功能本文基于Modelica非因果编程搭建了冰箱制冷系统动态仿真平台，能满足各种不同类型冰箱的仿真设计需求。
冰箱制冷系统的主要部件包括压缩机、节流元件、蒸发器、冷凝器和箱体，每个部件都包含多种结构型式可供选择，如压缩机包括定速压缩机和变频压缩机；节流元件包括绝热毛细管、非绝热毛细管和电子膨胀阀；蒸发器包括翅片管式蒸发器、管板式蒸发器、吹胀式蒸发器等；冷凝器包括管板式内置冷凝器、微通道冷凝器、丝管式冷凝器、旋翅式冷凝器等；箱体包括单门箱体、双门箱体、三门箱体、对开门箱体、十字对开门箱体、法式箱体等。
将不同结构型式的各个部件组合在一起，构成不同类型的冰箱。
本文搭建的冰箱制冷系统动态仿真平台能对以上任意型式部件的任意组合方案进行仿真分析。
1.2回热对制冷性能的影响冷柜原有回热是通过回气管与毛细管换热来实现，表中回热器进出口数据为排气进出回热器温度。
2023年制冷与空调设备运行参考题库含答案3
2023年制冷与空调设备运行参考题库含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.全能考点(共50题)1.【判断题】氨制冷系统中,对于设计温度低于-29℃的低温管道焊缝应进行不低于80%的射线照相检验。
2.【多选题】配电箱、开关箱必须按照下述操作顺序正确的是()。
A、送电操作顺序为:总配电箱——分配电箱——开关箱B、停电操作顺序为:开关箱——分配电箱——总配电箱C、停电电操作顺序为:总配电箱——分配电箱——开关箱D、送电操作顺序为:开关箱——分配电箱——总配电箱E、停电电操作顺序为:总配电箱——开关箱——分配电箱3.【单选题】坚固的设备基础可以保证设备的()和设备正常运转。
A、安装B、稳定C、动力D、偏差4.【单选题】离心式压缩机和轴流式压缩机都属于()压缩机。
A、容积型B、滚动式C、速度型5.【判断题】当班泵工交班前要做的原始记录中应包括设备的运行和维护保养状况。
6.【判断题】冷水机组的水系统主要包括冷却水系统和冷冻水系统两部分。
7.【单选题】体温表是用来（）的仪器。
A、测量室温B、测量室内湿度和温度C、测量户外温度D、测量体温8.【判断题】用人单位因任务繁忙可以安排劳动者先从事接触职业病危害的作业,空闲后再进行上岗前职业健康检查。
10.【单选题】良好的教育环境包括（）。
A、正确的教育观念和科学的教育方法B、直观性的教具和活泼的教育氛围C、优良的教育设施和卫生措施D、优良的师资队伍和良好的环境11.【判断题】离心式冷水机组比活塞式冷水机组单位制冷量重量大。
12.【单选题】关于液体蒸发和沸腾说法不正确的是()。
A、蒸发和沸腾都是液体变成气体的汽化过程,二者没有区别B、蒸发可以在任何温度下进行,而沸腾必须达到沸点C、制冷工程中制冷剂在蒸发器中的汽化过程其实是沸腾过程13.【单选题】根据GB1094、1-5-85规定，Y，yno变压器的接线组别标号中"yno"的含义是()。
A、二次测星接且中性点接地B、二次侧星接且中性点不接地C、一次侧为星接且中性点接地D、一次侧为星接且中性点不接地14.【判断题】移位寄存器可将串行码换成并行码，也可将并行码转换成串行码。
2021年制冷与空调设备运行操作练习题和答案(Part6)
2021年制冷与空调设备运行操作练习题和答案（Part6）共2种题型，共65题一、单选题(共30题)1.POE是()类冷冻油。
A：醇类B：矿物类C：聚脂类【答案】：C【解析】：为保护臭氧层，国际上对空调设备的制冷剂都做了限制，出现了各种替代制冷剂，其冷冻油也相应发生了变化。
对空调替代制冷剂为R134a、R410a/R407C，其替代分别采用PAG、POE。
POE是Polyol Ester的缩写，又称聚酯油，它是一-类合成的多元醇酯类油。
PAG是Polyalkylene Glycol的缩写，是- -种合成的聚(乙) 二醇类润滑油。
其中，POE油不仅能良好地用于HFC类制冷剂系统中，也能用于烃类制冷。
PAG油则可用HFC类、烃类和氨作为制冷剂的制冷系统中的润滑油。
2.制冷空调机房的门应该()。
A：向外开启B：向内开启C：视环境而定【答案】：A【解析】：机房的出人口和安装洞。
机房应设置两个不相邻的出入口，尤其是氨制冷机房应设置两个互相尽量远离的出入口，其中至少应有一个出入口直接对外，机房的的门门窗应向外开启。
机房应预留能通过设备最大搬运件的出入口或安装洞。
当无法直接利用室外吊装机械进行设备吊装时，吊装洞上部的粱上宜预留能吊起最大部件的吊钩或起吊设备。
3.电网频率50HZ如变为25HZ,则电动机的转速就降低为原转速的()%。
A：30B：40C：50【答案】：C4.直燃式溴化锂吸收式冷热水机组的优点不包括()。
A：夏天可以用来制冷,冬季可用来供热B：装置的经济性大为提高C：可以提供卫生热水【答案】：B【解析】：它可以以五种模式工作: (1) 夏季单独制冷，(2) 夏季同时制冷与提供生活热水，(3) 冬季单独采暖，(4) 冬季同时采暖与提供生活热水，(5) 春秋季单独提供生活热水。
5.溴化锂吸收式机组的制量分数(放气范围)一般为()。
A：3.5%-5.5%B：3%-4.5%C：5%-6.5%【答案】：A【解析】：溴化锂吸收式机组的制量分数(放气范围)一般为3.5%-5.5%。
内部循环过冷对制冷空调系统性能的影响
内部循环过冷对制冷空调系统性能的影响摘要：本文的研究对象是采用内部循环过冷的制冷空调系统，对比研究内部循环过冷方式对制冷空调系统性能的影响，并分析了采用不同制冷工质时系统运行特性的变化规律。
关键词：内部循环过冷；制冷空调；系统性能1引言在工程实际应用中，制冷空调系统普遍存在制冷工质过冷的问题，导致循环温度升高，能耗增加。
制冷工质的过冷会使系统的性能降低、性能系数变小，使得系统能耗增加，因此采用制冷工质时应考虑过冷问题。
本文通过分析对比不同制冷工质内部循环及外径不同时制冷剂流量特性、空调负荷变化及各部分负荷变化规律分析不同结构形式和运行参数对系统性能的影响。
2内部循环过冷方法2.1方法一方法一是采用传统的回热器回热循环，通过蒸发器出口的低温气体制冷工质，将冷凝器出口的高温工质进行过冷。
该工艺虽然可以达到液体工质过冷，但也会造成压缩机的吸气过热，而且其过冷度的幅度通常相对较小。
通过在冷凝器出口管上加装一套隔板式换热器，或通过将压缩机的吸管与冷凝器的出液管进行紧密的连接，从而达到换热的目的。
2.2方法二节流后冷却工质的温度较低，所以在节流阀后或蒸发器供液之前，可以将一部分低温工质直接引向冷凝器出口的高温工质。
由于该系统仅设置一个节流阀，所以进入蒸发器的工作质和分流进入的工作质的温度和压力都是相同的，所以可以将压气机的吸气压看作是蒸发压力。
由于节流后的工质在过冷器的吸热过程中会发生相变，蒸发潜热较大，所以当过冷度相同时，与方法一相比，方法二的过冷器结构尺寸要比方法一的要小得多。
2.3方法三这种方式是通过将冷凝器的出口高温制冷工质进行分流，使其具有节流冷却效果，从而达到对剩余制冷工质的吸热过冷的目的。
由于辅助节流阀具有一定的调节功能，因此压缩机的吸气压力也不再与蒸发压力相同。
与方法二相比，方法三在冷凝器出口直接分流，会造成二次节流后的工质干流变大，从而增加分流工质的比重。
2.4方法四在过冷器的出口处进行工质的分流，其中的一部分制冷工质经过辅助节流阀的节流冷却后，又进入过冷器的冷凝器，同时也会影响到压缩机的进气压力。
回热式制冷循环的热力学分析
回热式制冷循环的热力学分析徐冉冉;刘红敏【摘要】回热循环能够实现较大的回热要求，确保制冷系统的正常运行，提高制冷系统的性能。
本文介绍了火用的概念和火用分析方法。
对回热式制冷循环各过程进行了热力学分析和计算，并对回热制冷循环和无回热循环进行了比较。
通过探讨在循环的各过程的热力学损失，找出了损失最大的过程并提出改进的方法。
%Regenerative cycle can achieve large regenerative requirements, ensure the normal operation of the re-frigeration system, and improve the performance of the refrigeration system. This paper introduces the concept of ex-ergy and exergy analysis method. For regenerative refrigeration cycle each process has carried on the analysis and cal-culation of the thermodynamic, and regenerative refrigeration cycle and non regenerative cycle are compared. By dis-cussing thermodynamic loss in circulation of each process, the process of finding out the greatest loss and improved method is put forward.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】5页(P84-88)【关键词】回热器;制冷循环;热力学分析【作者】徐冉冉;刘红敏【作者单位】上海海事大学商船学院，上海201306;上海海事大学商船学院，上海201306【正文语种】中文【中图分类】TB61;TB66回热器是回热式低温制冷机中的关键部件，它对回热式低温制冷机性能有重要影响[1]。
制冷系统供回热解决方案研究
制冷系统供回热解决方案研究随着人们生活水平的提高，舒适性的要求也与日俱增，因此在不同应用场景下，制冷系统供回热解决方案变得越来越重要。
不仅可以提高使用效率和舒适度，也能够节约能源，降低生产成本。
一、制冷系统供回热的意义制冷系统供回热是指在制冷系统中，通过利用制冷设备吸收热量所产生的余热，为相关设备、建筑物等提供热源，并将余热用于回热供给，从而提高能源利用效率。
这种方案具有以下优点：1.能源利用效率高。
在制冷过程中，制冷设备吸收热量，产生大量余热，如果不加以利用，不仅浪费能源，还会对环境造成一定的污染。
而制冷系统的供回热方案可以有效地解决这一问题，提高能源利用效率，降低生产成本。
2.提高建筑物舒适度。
采用制冷系统的供回热方案，不仅可以使建筑物获得制冷服务，还可以通过回热的方式，将余热用于供暖、热水等方面，从而进一步提高建筑物的舒适度。
3.环保节能。
利用制冷系统中产生的余热，不仅能够提高能源利用效率，还可以降低热能的损失，减少碳排放，从而实现环保和节能目的。
二、制冷系统供回热的应用场景1.工业生产领域。
在工业生产过程中，大量的机器设备需要进行制冷或制热，这就需要大量能源来满足生产需求。
而采用制冷系统的供热方案，不仅能够节约能源，还能够提高生产效率，降低生产成本。
2.商业建筑物和办公场所。
在商业建筑物和办公场所中，制冷系统供回热能够为室内提供舒适的温度，同时还能够降低使用成本，提高运行效率。
3.医疗机构和研究实验室。
在医疗机构和研究实验室中，需要进行严格的温度控制，以保证医疗和科研工作的顺利进行。
而采用制冷系统的供回热方案，不仅可以满足温度控制需求，还能够提高运行效率，降低能源消耗。
三、制冷系统供回热方案研究1.热力性能分析。
对制冷系统的热力性能进行分析，以确定在不同工作条件下，供回热系统的最优参数设置。
2.热平衡控制。
热平衡控制是制冷系统供回热方案中最关键的技术要素之一。
通过适当的热平衡控制，在系统工作过程中实现热能的充分利用，以达到最佳的节能效果。
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制冷循环压 - 焓图 。从图中可以看出 , 借助回热 器 ,通过与蒸发器出口的蒸气交换热量 ,使离开冷 凝器的制冷剂在进入膨胀阀之前焓值进一步降 低 ,这样可使高压液体的温度进一步降低 ,单位质 量制冷量增大 , 并且降低了在膨胀装置前出现闪 发气体的可能性 。与此同时 , 回热器提高了低压 侧压缩机的吸气温度 ,降低了制冷剂的压力 ,这将 使制冷剂的比体积增大 , 从而减少了制冷剂的质 量流量和压缩机的输气量 。因此回热器效率的高 低对系统的工作性能影响很大 。
值 。无量纲压损与 Q′2/ Q2 的关系见图 5 所示 (图 中所标温度为冷凝温度和蒸发温度之差) 。
3 结论
在分析制冷系统使用回热器的效果时 , 应考 虑系统中制冷剂质量流量的变化 。对某种特定的 制冷剂可采用上述方法 , 对带回热器的制冷系统 性能进行评估 。对于制冷剂 R134a ,R404a ,R290 , R407c ,R600 ,R410a 使用回热器对系统性能有益 ; 而对于 R22 ,R32 ,R717 则不然 。因此制冷系统中 需要安装有回热器时必须考虑所使用的制冷剂和 回热器的结构造成压损对系统的影响 。
图 3 的结果表明 ,尽管有许多影响因素 , 但对 于所有制冷剂而言 , 通过进一步冷却冷凝器出口 的制冷剂都能使系统的制冷量增加 。从图中还可
以看出 ,回热器的效率和相对制冷量指数近似呈
图 3 忽略质量流量修正时回热器的效率和 RCI 的关系
213 质量流量修正时回热器对系统制冷量的影 响
图 3 所得出的结论中没有考虑吸气过热对制 冷剂质量流量的影响 。由于绝大多数压缩机的行
于在进入膨胀阀之前没有出现闪发气体的前提
下 ,由于液体制冷剂具有不可压缩的特性 ,因而压
损对相对制冷量影响很小 ,而经过回热器时 ,由于
液体制冷剂温度降低 , 所以也就减小了出现闪发
气体的可能性 。
回热器在气体管路上 (低压侧) 的压损对制冷
量和 COP 都有较大影响 。压损降低了进入压缩
机的制冷剂密度 ,从而导致制冷剂质量流量减小 ,
压力损失 。如果考虑压力损失 , 系统的相对制冷
量指数 RCI 和 COP 值都将下降 。回热器中压力
损失的大小取决于回热器的设计结构 。Domanski
和 Didion 在大量研究的基础上 , 给出了一个对结 果修正的近似公式[5 ,6] : RCI/ε= - 310468 + 1913484 D - 191091 D2
-
T1 T1
(1)
式 (1) 中温度的下标值与图 2 中的点相对应 。
图 2考虑了回热器中流体压力损失的蒸气压缩式
收稿日期 : 2002 —05 —24 修稿日期 : 2002 —07 —09
46 FLUID MACHINERY Vol. 31 ,No. 4 ,2003
TC ———冷凝温度 Te ———蒸发温度 ε———回热器的效率
压力损失对液体管路和气体管路的影响是不
一样的 。在液体管路上 , 压 力 损 失 对 制 冷 量 和
COP 的影响比在相同压力损失下在吸气管路上
的影响要小得多 。液体管路上的压损降低了流入
膨胀装置的制冷剂压力 , 在假定压损足够小以至
图 4 给出了 9 种制冷剂在饱和蒸发温度 ( 2 20 ℃) 和饱和冷凝温度 (40 ℃) 时回热器的效率和 相对制冷量指数 RCI 的关系[2] 。从图中可以看
2003 年第 31 卷第 4 期 流 体 机 械 47
出 ,对于 R404A 等几种制冷剂使用回热器后 , 系 统制冷量增加 ,而对于 R717 、R32 则减少 。
1 引言
制冷系统中回热器通常有三个重要作用 : (1) 可以提高制冷系统的性能系数 ; (2) 使得离开冷凝 器的液体过冷以免在节流前汽化 ; (3) 使离开蒸发 器后蒸气中夹带的液体在进入压缩机前汽化[1] 。
示 ,在该系统中通过回热器使离开冷凝器后的制 冷剂液体进一步冷却 , 从而有效地防止节流前的 汽化 ;同时 ,也使离开蒸发器的冷气体中夹带的液 体在进入压缩机前全部汽化 , 从而有效地防止液 击现象的出现 。
带有回热器的制冷系统在不同的温差 (冷凝温度 和蒸发温度之差) 、回热器效率以及压损下 Q′2/ Q2 的和 COP′/ COP 进行了分析 。将回热器中的压 损无量纲化 ,即该无量纲数是回热器在低压侧管 路上的压损 ΔPHX 与蒸发器中绝对压力 Pe 的比
48 FLUID MACHINERY Vol. 31 ,No. 4 ,2003
程容积是固定的 ,因此 ,通过压缩机的制冷剂质量 流量只是压缩剂入口处制冷剂比体积的函数[3] 。
式 (3) 可用来确定系统的制冷量 :
Q = CFMηρv 1 ( h1 - h4)
(3)
式中 CFM ———压缩机单位时间的理论输气量
ηv ———压缩机容积效率 ρ1 ———压缩机入口处制冷剂密度
图 4 有质量流量修正时回热器的效率和 RCI 的关系
除了考虑回热器对制冷量的影响外 , 还需考 虑对 COP 的影响 ,这就需要了解回热器的性能对 压缩机功率的影响 。Threckeld 在假定压缩机的压 缩过程是多变过程的前提下 , 提出了压缩机的比 指示功的近似表达式[4 ] :
wi
=
nP2 ( n - 1)
也就引起制冷量的下降 。此外 , 为了提高冷凝器
的压力 ,输入压缩机的比功增大 ,而容积效率却下
降 。但是 ,压损对制冷量和压缩机功率的影响却
是不同的 ,因而当考虑回热器压损的情况下 ,系统
COP 的相对改变量不一定和制冷量的相对改变
量相等 。
回热器中有流体压力损失时 , 其制冷量 Q′2 应小于无压力损失时的制冷量 Q2 ; 同样 , 有压力 损失时的 COP′应小于无压力损失时的 COP 。将
+ 112094L + 0102101L2 - 519980 DL
- 0102797 DL 2 + 5152865 D2L
(7)
其中 D = Δhvap/ ( CP , L TC) ; L = ( Tc - Te)
式中 Δhvap ———蒸发压力下 , 蒸气比焓差 ( h1 -
h3)
CP, L ———蒸发温度下 , 制冷剂饱和液体的 定压比热容
直线关系 。但相对制冷量指数要受到蒸发温度和 冷凝温度的双重影响 。
图 2 带有回热器的压 - 焓图
212 忽略质量流量修正时回热器对系统制冷量 的影响
从图 2 可以看出 ,当系统中没有回热器时 , 单 位质量制冷量为 h1 - h3 ; 当带有回热器时 , 变为 h1 - h4 ,与没有回热器时相比 ,单位质量制冷量增 加了 h3 - h4 。如果忽略对质量流量的修正 , 则在 安装回热器后 ,系统的制冷量总会增加 ,但制冷量 增加的程度取决于制冷剂的种类 、回热器的效率
P3 ) P2
(n-
1) /
n
-
1]
(6)
式中 ηd ———压缩机的机械效率 ηm 和电动机效
率ηmotor的乘积
压缩机的单位时间理论输气量只是电动机转
速的函数 ,不受回热器的影响 ;压缩机吸排气压力 由专门的方法和设备控制 ,因而也与回热器无关 , 同时假定多变过程指数 n 也与回热器无关 , 则在 可忽略压降的前提下 , 压缩机的输入电功率与是 否安装回热器无关 。
[(
P3 ) P2
(n-
1) /
n
-
1]
(5)
式中 P2 ———压缩机入口的绝对压力
P3 ———压缩机出口的绝对压力
v2 ———压缩机入口处制冷剂的比体积
n ———多变过程指数
通过式 (6) 可计算压缩机的输入电功率 :
Wel
=
m
wi
refηd
=
CFM
v2ηd
nP2 v2 ( n - 1)
[(
由于系统 COP 的改变直接与制冷量有关 , 在 假定可忽略压降的前提下 , COP 和制冷量的改变 量是一致的 。由于压缩机入口吸气温度的升高引
起制冷剂质量流量的降低 ,对不同制冷剂 ,回热器 对 COP 的影响与图 4 中对制冷量的影响是一致 的。
214 回热器中压损的影响
图 3 、4 中所给的结果都没有考虑回热器中的
2 理论分析与讨论
图 1 带有回热器的蒸气压缩式制冷系统
带有回热器的蒸气压缩式制冷系统如图 1 所
211 回热器的效率 回热器将高温液体的部分能量转移到低温气
体上 ,其转移能力取决于换热面积和结构 。在对 回热器的性能分析中 , 其效率是一个很重要的参 数 。回热器的效率可定义为 :
ε=
T2 T3
2003 年第 31 卷第 4 期 流 体 机 械 45
文章编号 : 1005 —0329 (2003) 04 —0045 —04
制冷空调
带气 2液回热器的制冷系统性能研究
马贞俊 晏刚 周晋 曹晓林 吴业正 (西安交通大学 ,陕西西安 710049)
Investigation on the Performance of Refrigeration System Using Liquid2suction Heat Exchangers
Ma Zhenjun Yan Gang Zhou Jin Cao Xiaolin Wu Yezheng Abstract : The impact of the heat exchanger effectiveness and pressure drops through the liquid2suction heat exchanger on system per2 formance is analyzed. The effect of liquid2suction of heat exchanger on refrigeration capacityis also consid2ered when mass flow rate is changed. On these basis , an overall assessment can be made to determine the performance of refrigeration system using liquid2suction heatexchanger. Keywords : liquid2suction heat exchangers ;refrigeration cycle ;refrigeration capacity