R600/R170/R14三级自复叠制冷系统性能研究

针对超低温冰箱制取-90℃以下温度的需求,提出了采用碳氢制冷剂替代传统制冷工质的三级自复叠制冷(ACR)系统。在变工况下,分别对采用R134a/R23/R14、R600/R23/R14和R600/R170/R14的三级ACR系统进行性能对比分析。结果表明,在蒸发器出口温度为-90℃(冷凝器出口温度为30℃)的工况下,R600/R23/R14和R600/R170/R14的COP相比R134a/R23/R14分别提高57.4%和72.3%。在冷凝器出口温度为20℃(蒸发器出口温度为-100℃)的工况下,R600/R170/R14的COP相比R600/R23/R14可提高13.9%。为获得-100℃的低温,R600/R170/R14(质量分数为0.24/0.12/0.64)是水冷三级ACR系统的最佳制冷剂选择,其系统COP为0.396。

机械预冷的自复叠制冷循环对比优化研究

为提高自复叠制冷(ACR)系统的制冷量和能效比,提出了一种机械预冷的自复叠制冷(PACR)系统,高温级为R600单级蒸气压缩式系统,低温级为R134a/R23ACR系统。研究了在不同工况下PACR系统与ACR系统和带回热器的ACR(RACR)系统的性能。结果表明,在蒸发器出口温度为-50℃,气液分离温度为11℃时,PACR系统中高温级循环使用R600性能最优,较RACR系统的COP最优点有1.7倍的提升。在冷凝温度为30℃,蒸发器出口温度变化范围为-50~-40℃时,PACR系统的Q_(e)和COP相较于ACR和RACR系统更有优势,且蒸发器出口温度为-50℃时,PACR系统的Q_(e)和COP较RACR系统提升最大,可分别提高2.8倍和1.7倍。