Двухступенчатый компрессорный холодильный цикл обычно использует два компрессора, а именно компрессор низкого давления и компрессор высокого давления.
1.1 Процесс повышения давления хладагента от давления испарения до давления конденсации делится на 2 этапа:
Первая ступень: Сначала сжимается до промежуточного давления компрессором ступени низкого давления:
Второй этап: газ, находящийся под промежуточным давлением, после промежуточного охлаждения дополнительно сжимается до давления конденсации компрессором высокого давления, а поршневой цикл завершает процесс охлаждения.
При создании низких температур промежуточный охладитель двухступенчатого компрессионного холодильного цикла снижает температуру хладагента на входе в компрессор ступени высокого давления, а также снижает температуру нагнетания этого же компрессора.
Поскольку двухступенчатый компрессионный холодильный цикл делит весь процесс охлаждения на две ступени, степень сжатия каждой ступени будет значительно ниже, чем при одноступенчатом сжатии, что снижает требования к прочности оборудования и значительно повышает эффективность холодильного цикла. Двухступенчатый компрессионный холодильный цикл делится на промежуточный полный цикл охлаждения и промежуточный неполный цикл охлаждения в соответствии с различными методами промежуточного охлаждения; если он основан на методе дросселирования, его можно разделить на цикл дросселирования первой ступени и цикл дросселирования второй ступени.
1.2 Типы хладагентов с двухступенчатым сжатием
В большинстве двухступенчатых компрессионных холодильных систем используются средне- и низкотемпературные хладагенты. Экспериментальные исследования показывают, что R448A и R455a являются хорошими заменителями R404A с точки зрения энергоэффективности. По сравнению с альтернативами гидрофторуглеродам, CO2, как экологически безопасное рабочее тело, является потенциальной заменой гидрофторуглеродным хладагентам и обладает хорошими экологическими характеристиками.
Однако замена R134a на CO2 ухудшит производительность системы, особенно при более высоких температурах окружающей среды; давление в системе CO2 довольно высокое и требует специального обращения с ключевыми компонентами, особенно компрессором.
1.3 Оптимизационные исследования двухступенчатого компрессионного охлаждения
В настоящее время результаты исследований по оптимизации двухступенчатой компрессионной холодильной системы в основном сводятся к следующему:
(1) Увеличение количества рядов труб в промежуточном охладителе и уменьшение количества рядов труб в воздушном охладителе позволяет увеличить площадь теплообмена в промежуточном охладителе, одновременно снижая воздушный поток, вызванный большим количеством рядов труб в воздушном охладителе. Возвращаясь к вопросу о входе, благодаря вышеуказанным улучшениям температура воздуха на входе в промежуточный охладитель может быть снижена примерно на 2°C, при этом обеспечивая охлаждающий эффект воздушного охладителя.
(2) Поддерживайте постоянную частоту компрессора низкого давления и изменяйте частоту компрессора высокого давления, тем самым изменяя коэффициент подачи газа компрессором высокого давления. При постоянной температуре испарения -20°C максимальный коэффициент подачи газа составляет 3,374, а максимальный коэффициент подачи газа, соответствующий коэффициенту подачи газа, составляет 1,819.
(3) Сравнивая несколько распространенных транскритических двухступенчатых компрессионных холодильных систем на CO2, можно сделать вывод, что температура на выходе из охладителя газа и эффективность компрессора ступени низкого давления оказывают большое влияние на цикл при заданном давлении, поэтому, если вы хотите повысить эффективность системы, необходимо снизить температуру на выходе из охладителя газа и выбрать компрессор ступени низкого давления с высокой рабочей эффективностью.
Время публикации: 22 марта 2023 г.