CO2气体冷却器性能测试实验台设计

CO2汽车空调气体冷却器的仿真分析
简林桦;梁子伟;邢琳;关欣
【期刊名称】《能源工程》
【年(卷),期】2016(000)005
【摘要】以CO2汽车空调气体冷却器为研究对象,使用ANSYS软件对CO2气体冷却器的换热模型进行了数值模拟,显示了CO2在气冷器内沿程的温度场和速度场的变化,分析了排气压力、CO2的流量以及冷却水流量对CO2流动和换热的影响.模拟结果表明:压力增高时,出水温度提高,气冷器的CO2出口温度降低,适当提高排气压力是有利的;CO2流量的增加使两侧流体的出口温度都相应提高,而CO2的出口温度提高对系统是不利的,制冷剂流量不能太大;增大水流量能降低气冷器的出口温度,对系统循环有利,可适当增大冷却水的流量.
【总页数】8页(P21-28)
【作者】简林桦;梁子伟;邢琳;关欣
【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TB61
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本科毕业设计（论文）题目制冷循环性能测试试验台学生姓名 XXXX专业班级 04热能与动力工程2班学号 XXXXXXXXXX 院别 XX学院指导老师（职称） XXXXXX 教授完成时间 2XXX-6-6摘要近20年来，制冷和空调技术得到了飞速的发展和广泛应用。

从人们的日常生活到国民经济的各部门，从传统产业到高新技术产业，从国防科技到航空航天，到处都离不开制冷技术及其设备。

本文简单介绍单级蒸汽压缩式制冷循环性能测试实验台的设计中的几个问题：新型绿色制冷剂的使用，热力循环的计算，蒸发器和冷凝器的设计计算，制冷循环附件的选型，各种热工测量仪器的选型及安装使用要求，以及制冷技术的发展和展望。

本实验台选用最有前途的绿色制冷剂R134a，广东美芝制冷设备有限公司的全封闭压缩机，及各种性能优良的控制设备和热工测量仪器制冷循环性能测试实验台的作用，顾名思义是用实验的方法去测试各种实际因素对循环的影响，以便更好的分析研究实际循环的各种不完善因素和应作出的改进。

用本实验台能研究高压液体过冷、是否有回热、压缩机吸气过热（有用及无用过热）等因素对循环的影响关键词制冷循环/实验台/新型制冷剂/测试技术/环保ABSTRACTThis article simply introduced the in design several questions: New green refrigerant use，the calculation of the thermodynamic energy circulation, evaporator and condenser computation，air-conditioner appendix choice, as well as heat pump room air-conditioner development and forecast.The air conditioning is as the name suggests carries on the adjustment to the air parameter, in order to cause the environment to suit our request. With development of our country national economy and the improvement of the people's lives level，people's living conditions condition request also in gradually enhancement. Therefore the air conditioning holds the very important position in the daily life. Also causes the air conditioning technology in the unceasing enhancement, achieves the people to the environment request. The heat pump room air-conditioner both can make cold and heat, can satisfy the requests of the winter and summer, so it gets a fast development. The air-conditioner is facing the miniaturization, the energy conservation, the intellectualization, is artistic, the health direction develops.In recent years, along with the housing condition change, some users stemming from saved spatial the consideration, started to purchase ＂one-drivers-two＂air-conditioners, the promotion pulls as soon as tows two air-conditioners the development and the improvement.KEY WORDS The heat pump , One-drivers-two air-conditioner, New green refrigerant, Energy conservation, Environmental protection目录摘要.....................................................................................................第一章绪论 (x)1.1蒸发温度和蒸发压力的运行调整与节能.................................... . (x)1.2冷凝温度和冷凝压力的运行调整与节能...................................... .. x 第二章制冷系统主要部件的设计.. (x)2.1 制冷剂的选用................................................................... (x)2.2 热力循环计算...................................................................... (x)2.3 蒸发器的设计计算................................................................ (x)2.4 冷凝器的设计计算................................................................ (x)2.5 膨胀阀的选型计算................................................................ (x)2.6 压缩机的选型计算................................................................ (x)第三章制冷系统辅助部件的选型................................................... ..x 3.1截止阀的选型......................................................................... (x)3.2干燥过滤器的选型................................................................ (x)3.3电磁阀的选型...................................................................... (x)3.4安全阀的选型...................................................................... (x)3.5液视镜的选型...................................................................... (x)第四章制冷系统测试仪器及控制部件的选型 (x)4.1温度测量仪器的选型............................................................. (x)4.2压力测量仪器的选型.......................................................... (x)4.3流量测量仪器的选型.......................................................... (x)4.4压力控制器的选型............................................................. (x)4.5温度控制器的选型............................................................. (x)第五章实验台的设计与搭建 (x)5.1实验台大小的确定及布置....................................................... (x)5.2 实验台的搭建.......................................................... (x)总结 (x)致谢 (x)参考文献 (x)附录 (x)第一章绪论制冷技术的发展水平是衡量一个国家国民经济和人民生活水平的重要标志。

二氧化碳检测装配的设计与实现摘要恰是因为如今二氧化碳对我们的生涯情形影响真的越来越大.二氧化碳给温室效应起到的加剧感化也是二氧化碳伤害的重要方面,就是因为过高的二氧化碳浓度是会影响到我们的身材健康.所以就想经由过程设计一个二氧化碳的检测装配来实现对二氧化碳的报警与掌握.本设计采取单片机来完成二氧化碳检测装配的掌握部分设计.应用单片机编程的便当性,还有单片机掌握下的二氧化碳检测装配的精确性和稳固性,来给检测装配的运行和应用供给包管.本文就全部二氧化碳检测装配的硬件设计部分,软件设计部分做出了响应的商量.从全部设计当下的设计布景入手,具体介绍了设计的二氧化碳检测装配的特色,设计要点,设计的思惟.还有装配测试中的数据,和消失的问题都做了商量研讨.症结词：单片机;二氧化碳浓度;声光报警绪论设计的布景情形简析：我们全世界科学技巧的成长,我们国度科学技巧的成长,都为我们的生涯前提改良带来了许很多多的利益.但是恰是在如许高速成长的情形下我们的工业成长就就成了一个双刃剑,推进了我们社会的进步的同时又的损坏情形,造成大量的二氧化碳排放.并且如今越来越高的二氧化碳浓度已经逐渐的在影响我们人类还有其他动物的生计情形.所以如今二氧化碳已经成为了空气中的重要污染物,也是诸多的人员密集场合必须要检测的数据之一.一旦二氧化碳浓渡过高就会引起人身材的不良反响,所以就必须要进行二氧化碳浓度的及时检测.还有就是当下的农业成长,植物的发展有是须要二氧化碳的.因为必定浓度的二氧化碳对植物的发展起到极大的促进的感化.所以说在现代农业临盆中对二氧化碳浓度掌握检测的需求同样是越来越大.因为国外先辈成熟的二氧化碳检测体系价钱昂贵,便利于大量的推广应用,于是就真的须要一种成本低,性价比高,便于推广应用的二氧化碳的检测装配.恰是基于如许的布景下我们就想要经由过程单片机如许低成本的掌握装备来设计一个二氧化碳的检测报警装配,为二氧化碳浓度的检测供给新的思绪.还有就是如许低成本的二氧化碳检测装配也是利于推广,便于大面积应用的.二氧化碳检测装配所想要达到的目标：重要的装备就是二氧化碳的一些传感器,气体传感器,还有浓度传感器.然后应用单片机来进行响应的掌握,作为一个中心处理器来处理数据,剖析数据.可以工资地设置二氧化碳的最低和最高浓度报警限度,构成一个检测报警装配.在参加LED灯的显示,经由过程蜂鸣器来实现报警,在设置工资干涉的报警封闭开关.全部装配的设计道理其实不庞杂,就是经由过程一系列低成本装备的组合完成二氧化碳检测装配的浓度检测和报警一体化.1.二氧化碳检测装配硬件部分设计硬件作为全部二氧化碳检测装配的基本应当作为最重要的部分来进行设计,因为硬件作为装备应用的基本.硬件体系的设计也是关乎设计的成败,影响最终的应用后果.硬件部分设计框图：思绪介绍：如许的一个硬件设计的主题思绪就是,非为重要的四个部分.个中最重要的就是单片,作为装配和体系的焦点,来负责处理传感器的信息,又把信息处理剖析后输出到报警器,或者显示屏幕上.然后就是传感器的部分,经由过程二氧化碳浓度传感器把信息传到AD旌旗灯号转换放大器上.然后把供电的电路就设计到传感器这个部分接进来.旌旗灯号传感器和旌旗灯号转换器都须要电源,然后单片机的电源也就和他们的电路设计到一路,最后经由过程单片机给其他的部分供电就可以了.然后就是报警显示部分,也就是输出的部分.于是就可以经由过程单片机处理器处理了二氧化碳浓度传感器收集到的信息.假如数值超出报警的限制值就会主动的接传递警装配,经由过程蜂鸣器和LED灯来进行报警.还有就是须要一个可以工资掌握的按键输入部分,经由过程工资掌握来选择报警的浓度.起首就是经由过程二氧化碳浓度传感器把二氧化碳浓度如许的一个非电学量,转化成电旌旗灯号,然后把微弱的电旌旗灯号传输到AD旌旗灯号放大器上.然后就可以经由过程转换器来解决旌旗灯号转换的问题,最后来进行数字化运算.本设计重要就是应用单片机,然后经由过程单片机作为处理器.经由过程数据收集部分收集来的数据进行处理.然后依据设定的报警限度来断定有没有达到报警的前提.然后依据数据的盘算,最后主动的启动报警.也可以经由过程工资来封闭报警重要就是经由过程数据收集部分传输的旌旗灯号经由过程两次转换（二氧化碳浓度非电学量转化为电旌旗灯号,旌旗灯号转换放大器又把电旌旗灯号转化为数字旌旗灯号）,然后经由过程单片机的旌旗灯号,进行声光报警,不竭地报警.须要可以或许经由过程LCD屏幕及时显示二氧化碳浓度值.硬件部分的体系设计计划,重要就是硬件体系设计时遵守的步调,也现实按照如许的一个步调来完成二氧化碳浓度检测装配的现实设计：起首就是肯定了我们须要的一些重要的装备,单片机,二氧化碳浓度传感器,AD旌旗灯号转换放大器,还有一些质量过关的发光二极管,小型LCD屏幕等等.然后依据不合的功效做好分类预备.然后就是要做好单片机的选择,分派好单片机的各个接口,然后把接口和响应的元器件接洽起来,做好预备标识表记标帜.接下来就是应用软件来完成硬件仿真图和PCB版图.个中硬件模仿仿真图应用proteus软件,而pcb板图应用AltiumDesigner设计软件.最后设计总的道理图.体系道理图：体系全部包含单片机的全部体系,处理模块.然后就是报警器,一个声光报警器,个中包含蜂鸣器还有LED灯.让后就是一个LCD 显示屏幕,可以或许进行二氧化碳浓度的及时监测显示.按键包含对二氧化碳浓度值限制值的增大减小的设置,然后有一个手动撤消报警的按钮.重要的传输装备就是传感器和旌旗灯号转换器.就如许就可以成为一个二氧化碳检测装配.在进行了全部硬件体系的评论辩论之后,须要进行装备的选择了,因为装备的不合也是会影响装备的应用后果的.所以要从适用,性价等方面斟酌装备的选择.设计应用的装备重要就是如许几个：在如许三个传感器中：TGS4160二氧化碳传感器.NDIR红外气体传感器MH-410V/D,和MG811二氧化碳传感器.最后选择了MG811二氧化碳传感器,因为它比起其它两个传感器,有体积更小,应用后果更好的长处.主如果稳固性好,不会受到温度湿度的影响,受外界干扰影响比较小.还有就是两百元阁下的售价也是设计可以或许接收的价钱规模.全部MG811二氧化传感器的敏锐度,和精度都是知足设计请求的.MG811敏锐度曲线图：这就解释这个MG811二氧化碳传感器的敏锐度比较好,在通例前提下的表示可以或许知足设计的请求.MG811响应恢复曲线图：这也同样解释MG811二氧化碳传感器的响应恢复特征优越,可以或许知足设计的请求.设计的进程中废弃了采取数码管显示,固然成本低但是相对液晶显示屏LCD显示,还有很多的缺少之处.LCD显示的话固然成底细应增长但是,显示的后果更好,并且还可以或许显示简略的图形等等.所以说固然LCD显示同样有一些缺少,但是就是因为它可以或许显示双行16字符,如许也才干够知足设计的请求.1.6proteus仿真图和 PCB板图1.6.1 proteus仿真图：临时应用AT89C51代替STC89C52.全部体系的仿真后果总体优越相符设计的请求.1.6.2 PCB板图：此次的设计当中所有的部分重要照样要经由过程人工焊接的方法进行.所以PCB图就必须要在焊接时应用,要按照PCB图严厉的进行焊接.2.二氧化碳检测装配软件部分设计因为全部二氧化碳的检测装配所有功效的实现是须要编写一个程序来把持单片机,进行所有装备的掌握.所以最后应用C说话编程,来编写一个程序进行掌握这个装备.重要就是要可以或许剖析二氧化碳浓度传感器传输过来的数据,然落后行剖析,依据按键部分做出的掌握,来断定浓度是否超标假如超标,最终掌握报警装配进行报警;假如没有任何的超标就须要把及时的二氧化碳浓度可以或许传输到显示屏幕上.软件部分的体系设计计划,重要就是软件体系设计时遵守的步调,也现实按照如许的一个步调来完成二氧化碳浓度检测装配的软件现实设计：起首就是肯定各个部分须要的功效,然后就须要就须要依据不合的功效需求来编写程序.重要照样Keil软件来编写C 说话程序,因为Keil对单片机的兼容性是很好,所以选择他为平台比较便利.最后设计电路图然后依据电路图来链接装备.最后就是把程序输入到单片机中,进行体系的硬件软件调试,消失问题进行调剂.程序的设计思绪经由本身的的思虑事后分为三个阶段.起首就是数据的输入阶段,也就是二氧化碳浓度的检测阶段,开机,然后设定二氧化碳浓度的最大最小报警值,然落后行实测依据现实的测试后果来看装备有没有正常的运行.经由过程编写程序,把获得到的数据进行断定,然后就须要依据设定的值进行盘算选择,输出到显示屏幕上,及时监测,及时断定.依据设定的值,在获得单片机传输过来的指令落后行报警响应,蜂鸣器启动,警示灯也要响应启动.并且在受到工资封闭按键指令的时刻可以或许及时的封闭.用高纯氮作稀释气体对1％的尺度CO：气体稀释得到6组不合浓度的CO：气体．分离用气相色谱仪和本装配对设置装备摆设的6组气体进行测量比较,成果得到了.这解释装配的现实应用后果照样可以或许达到设计的请求的.可以或许完成初期的估计.3.整体设计进程中消失的问题及解决方法在进行体系调试的时刻就发明软件其实不克不及辨认一些元器件,所以我们就只能本身设计,但是本身设计的一些元器件其实不克不及完成元器件应当有的特征,所以只有找一些类似的元器件来代替.然后经由过程从新编写的方法来解决问题.最后发明在所有的模块都可以或许正常的运行,然后装备也就可以或许完成应当有的一些功效.包管了全部二氧化碳检测装配可以或许实现运行.3.2 焊接问题焊接的进程中也消失了因为经验缺少导致的虚焊,还有没有焊接精确的问题,后来从新检讨,按照电路图一步一步检讨发明焊接错误的地方,找到阁下虚焊的部位,从新进行焊接,焊接稳固后,运行装备,发明装备可以或许正常运行,问题响应的得到懂得决.3.3 误差数据总结及成果剖析才进行体系调试的时刻发明,数据老是不太对,其实不克不及相符请求.经由过程重复的试验就发明,装备开启须要必定的时光,要进行预热才干够正常的运行.如许就闪开机应用就消失数据错误的的问题得到懂得决.总结大学四年的进修就在毕业设计完成的同时也接近了尾声,因为如许的一个毕业设计也就应用四年生涯中进修到的重要常识,并且对这些常识进行了一个体系的整合.在如许的一段时光以来本身也细心的思虑了为什么要进行如许的一个毕业设计,要写如许的一篇毕业论文,其实真的不是为了那么一点点常识的简略总结,更多地照样在所学常识的基本上,分解应用来磨练本身的进修成果,锤炼本身的进修才能,然后用如许的一个过渡,完成本身从黉舍到社会的一个改变.也恰是有了如许的总结才可以更好的在今后的工感化应用本身所进修的常识.也才干更好的顺应以落后入到工作单位的一些培训进修.在毕业设计的制造进程中发明,其实本身所学到的常识是一种概况的常识,而真正的常识是一种应用.是一种常识和工作的融合状况.也知道一小我的分解才能是很重要的,自立进修的重要性不时刻刻都在表现着.进修还将是一个长期的进程.在制造毕业设计的进程中也才发明本身不知道的器械还很多,还有很多前人的经验没有去懂得,本身的只是世界照样很浅陋的.并且去说到本身的专业常识上我们所进修到的也只是一些基本常识.经由过程这个二氧化碳检测装配的设计,才发明看似很小的一个检测装配也同样是有很多的学问.我们经由过程应用单片机,掌握全部检测体系.然后经由过程应用二氧化碳浓度传感器,再经由过程应用C说话编程设计一个简略的程序.就如许来实现全部二氧化碳检测装配的检测,掌握报警的全程主动化,其实也只是一个简略的小设计.固然达到了初期设计的根本请求,但个中我们应用的单片机确切处理才能还不强,应用的传感器也还没有达到绝对的精确,还有本身所学常识的缺少,这就导致所设计的这个装配的现实检测精确度还达不到请求,照样有一些缺点的.临时如许的一个二氧化碳检测装配也照样处于一个初期理论试验,磨练的阶段.真的要可以或许在今后的成长中大量的推广应用,还须要不竭地改良,还可以参加一些其它的掌握装备,与其他装备的结合应用机能上还有一些问题.没有联网报警的功效也照样一大欠缺.都是须要我们不竭地学期,才干去改良进步的.可以看到二氧化碳检测装配在将来的应用空间照样很大的,如今我们的生齿还在不竭增长,对于农作物的需求还在增长,所以经由过程现代化的二氧化碳养殖来大量进步农作物的产量照样有必定的成长空间,这也就给二氧化碳检测装配的改良和成长供给了伟大的空间.还有就是如今城市污染问题的加剧,二氧化碳在空气里含量的不竭增长,固然很多的企业已经积极地来改变近况,但是现实的感化照样不显著的.想要完整的治理和减小二氧化碳的污染,首席那要做的就是可以或许很细心很精确的检测二氧化碳浓度,也就须要大量的小型二氧化碳检测装备.如许一来本设计中如许的二氧化碳检测装配在情形二氧化碳治理的工作中应用远景也是伟大的.经由过程如许的毕业设计,经由过程大量材料的查询,也经由过程先生的指点,真的让本身对所学的常识有了新的熟悉,也对毕生进修的理念有了全新的熟悉.所以设计还有很多的缺点,所学的常识也还有很多的欠缺,但是已经有了对今后新生涯工作的预备,预备经由过程本身的尽力去不竭地充实本身.如许的一个毕业设计对本身的影响也必定将是长远的.申谢经由过程几个月以来进行的毕业设计,经由过程这个二氧化碳检测装配的设计制造,让我的着手才能,自立进修才能都得到了比较大的晋升,造就了我的自学才能.经由过程如许的毕业设计,经由过程大量材料的查询,也经由过程先生的指点,真的让本身对所学的常识有了新的熟悉,也对毕生进修的理念有了全新的熟悉.所以设计还有很多的缺点,所学的常识也还有很多的欠缺,但是已经有了对今后新生涯工作的预备,预备经由过程本身的尽力去不竭地充实本身.如许的一个毕业设计对本身的影响也必定将是长远的.由衷的感激所有先生对我的指点,以及四周同窗给我供给的帮忙,恰是大家的配合尽力才干够帮忙我完成我本身的毕业设计.。

二氧化碳储能或者压缩机级间冷却器设计
随着气候变化问题的日益严重，人类对清洁能源和环保技术的需
求日益增长。

在此背景下，二氧化碳储能和压缩机级间冷却器设计成
为了热门研究领域之一。

二氧化碳储能技术是指利用二氧化碳作为能量储存介质的过程。

这种技术具有成本低、环保、无附加污染等优点，被认为是替代传统
火电厂的有力手段。

在二氧化碳储能系统中，通过电力驱动的压缩机
将二氧化碳气体压缩至高压状态，再将高压气体储存在储气罐中。

当
需要释放能量时，将高压气体放入发电机中，通过透平解压产生动力，驱动发电机发电。

为了确保储能系统的效率和稳定性，必须对二氧化
碳的压缩、储存、释放等环节进行精细设计和优化。

压缩机级间冷却器是压缩机系统中的一种关键元件，其主要作用
是冷却压缩机各级之间的气体。

压缩机的各级之间气体的温度和压力
变化很大，因此需要一个有效的冷却方法来保证系统的稳定运行。

常
见的冷却方法包括空气冷却、水冷却、油冷却等，但这些方法均存在
重量大、体积大、能耗高等问题。

而二氧化碳作为一种环保、高效的
制冷介质，具有在超临界状态下具有较高的热传递和传热能力的特点，因此成为了压缩机级间冷却器设计中的热门研究对象。

总的来说，二氧化碳储能和压缩机级间冷却器设计是清洁能源和
环保技术方向的重要研究领域，具有广阔的应用前景和经济效益。

未
来的研究重点将在提高储能系统的效率、降低系统成本、改进冷却器
的性能等方面展开。

超临界CO2气体冷却器的研究设计及可视化实验的开题报告一、选题背景随着现代工业技术的发展，各种新型设备和工艺逐渐应用于工业生产中。

其中，由于工业生产过程中涉及到大量的能量传递问题，如何高效地获得、传递和利用能量成为了工业领域中要解决的重要问题之一。

在此背景下，超临界CO2气体冷却器的研究逐渐引起了人们的关注。

超临界CO2气体冷却器是一种新型的高效能量转换设备，它可以将高温高压的CO2气体在变压器、电缆、发动机等能量传递系统中进行冷却和能量回收，从而使系统的效率得到提高。

由于其具有高效、环保、安全等特点，因此在工业生产和科学研究领域都有广泛的应用前景。

二、研究目的和意义本研究旨在通过对超临界CO2气体冷却器的研究设计和可视化实验，探索其在能量转换系统中的应用发展方向和优化空间，同时也为工业生产和科学研究领域提供有益的参考信息，有以下具体目标：1. 分析超临界CO2气体冷却器的工作原理与特点，明确研究方向和重点。

2. 设计并制作超临界CO2气体冷却器的实验装置，确保实验的准确性和可靠性。

3. 开展超临界CO2气体冷却器的可视化实验，通过图像和数据分析探究其效率和输出能力等相关参数。

4. 在实验基础上，开展超临界CO2气体冷却器的性能分析和优化探究，为其应用提供科学依据。

三、研究内容1. 超临界CO2气体冷却器的工作原理和特点分析。

2. 超临界CO2气体冷却器实验装置的设计和制作。

3. 超临界CO2气体冷却器可视化实验的开展。

4. 超临界CO2气体冷却器的性能分析和优化探究。

四、研究方法1. 文献综合分析：通过检索相关文献和研究资料，分析超临界CO2气体冷却器的工作原理和性能特点等相关信息。

2. 实验设计：设计制作超临界CO2气体冷却器实验装置，确保实验的准确性和可靠性。

3. 可视化实验：使用相应的软件平台，开展超临界CO2气体冷却器的可视化实验，获得相关的图像和数据分析结果。

4. 数据分析：通过对实验结果进行数据处理和分析，探究超临界CO2气体冷却器的性能和优化空间。