CO_2跨临界两级压缩制冷循环热力学分析

采用热力学方法对 CO2 跨临界两级制冷循环性能进行了分析 ,并与单级系统进行了对比 .结果表明 ,采用两级压缩可提高 CO2 循环的 COP,相同工作条件下 ,两级压缩与单级压缩系统相比 ,其 COP可提高 5 %左右 ;一定的蒸发温度下 ,CO2 循环的最佳冷却压力在 9.0 MPa左右 ;采用回热器在循环最佳冷却压力以下可大幅度提高系统性能 ,超过最佳冷却压力以后 ,对系统的改善很小 ;相同压缩终了压力下 ,两级压缩的排气温度可比单级压缩低 1 8

CO_(2)跨临界制冷系统新型分布式压缩循环研究

为了对CO_(2)跨临界蒸气压缩循环进行高效冷却并提升系统性能,提出分布式压缩循环系统(distributed compression cycle system,DCCS)。在DCCS中,气冷器出口的超临界CO_(2)不再被进一步过冷而是进行二次增压,并在常规热汇条件下进行放热冷却。通过热力学计算DCCS在不同工况下的性能随二次增压比变化情况。结果表明:相对于基础系统,DCCS可有效提升系统性能,在气冷器出口温度不变时,最大制冷COP增幅在8.2%~10.76%之间,制冷量的增幅最高可达约26%。在蒸发温度不变时,最大制冷COP增幅在8.57%~13.51%之间。DCCS中理想的二次增压比要求并不高,且对于二次增压所增加的系统功耗相对于基础系统不会超过20%。相对于目前仅采取单一过冷技术的系统,DCCS在系统性能系数上仍具有优势。DCCS的提出为跨临界CO_(2)蒸气压缩循环系统的性能提升与完善提供了全新的方向。

带膨胀机和回热器的两级压缩跨临界CO_(2)制冷循环研究

通过对比3种不同的两级压缩跨临界CO_(2)制冷循环,研究节流阀、回热器和膨胀机对制冷循环COP和效率的影响。结果显示:在3种两级压缩跨临界CO_(2)制冷循环中,带膨胀机的制冷循环的COP和效率最高,带膨胀机和回热器的循环次之,带回热器和节流阀的循环的COP和效率最低;在合理参数范围内,增大压缩机1的压比可以提高3种循环的COP和效率;在合理参数范围内增大压缩机2的压比,3种制冷循环的COP和效率均先增大后降低;增大压缩机和膨胀机的等熵效率均可以显著提高两级压缩跨临界CO_(2)制冷循环的COP和效率。

CO_2跨临界双级压缩制冷循环的热力学分析

Two-stage vapor compression refrigeration cycle was accomplished with an intercooler.The state of the refrigerant vapor leaving the intercooler affects the system performance.The thermodynamic analysis of the trans-critical two-stage refrigeration cycle using CO2 as the refrigerant was made with a condensing temperature of 35℃.When the intercooler operated at about the geometric mean of the evaporating and condensing pressures,compared with the single stage cycle,the coefficient of performance(COP)of the two-stage cycle was improved.As the degree of superheating of the CO2 vapor leaving the intercooler increased,the COP of the two-stage system decreased.

CO_2跨临界两级压缩及膨胀机循环的性能分析

为了提高CO2跨临界制冷系统的性能,建立了单级膨胀机循环与4种不带膨胀机的两级压缩循环的数学 模型,并进行了性能计算．结果显示,当膨胀机的效率达到60％时,在给定的气体冷却器出口温度以及蒸发温度范 围内(低于-10 ℃时除外),单级膨胀机循环的性能系数高于两级压缩循环的性能系数．当蒸发温度低于-10℃ 时,带中冷器的两级循环的性能占优势．另外,4种两级压缩循环的排气温度都低于单级膨胀机循环的排气温度．

CO_2跨临界双级压缩/喷射制冷循环热力学分析

建立了同时采用双级压缩和利用喷射器代替节流阀的CO2跨临界双级压缩/喷射制冷循环模型,在系统稳定运行的条件下,分析了高压压力、气体冷却器出口温度、蒸发温度和高、低压压缩机吸气过热度对循环性能的影响,并与CO2跨临界单级压缩/喷射制冷循环和双级压缩制冷循环进行了比较。结果表明:在给定条件下,双级压缩/喷射循环的性能系数明显优于其他两种循环;随着气体冷却器出口温度的升高和蒸发温度的降低,循环的性能系数分别降低了54.9%和43.2%,并且其下降速度大于双级循环的性能系数下降速度;高、低压压缩机吸气过热度升高均导致双级压缩/喷射循环性能系数降低。

CO_2跨临界双级压缩带低压膨胀机制冷循环性能分析

通过建立模型分析比较了CO2跨临界双级压缩带节流阀与带低压膨胀机制冷循环的性能。结果表明:双级压缩CO2跨临界带节流阀与带低压膨胀机制冷循环的最佳中间压力并不是高低压的几何平均值;在一定的气体冷却器出口温度下,双级压缩CO2跨临界带低压膨胀机制冷循环有一个最佳高压侧排气压力,与带节流阀循环相比,其最大COP可提高20%,但当高压侧压力低于最佳值时,低压膨胀机对系统COP的影响随着高压侧压力的减小而逐渐变得不明显;在双级压缩CO2跨临界带低压膨胀机制冷系统优化设计中,中间冷却应采用完全冷却型式。

CO_2跨临界双级压缩带高压膨胀机制冷循环性能研究

通过建立模型,分析比较了CO_2跨临界双级压缩带节流阀与带高压膨胀机制冷循环的性能。结果表明:双级压缩CO_2跨临界带节流阀与带高压膨胀机制冷循环的最佳中间压力并不是高低压的几何平均值;在一定的气体冷却器出口温度下,双级压缩CO_2跨临界带高压膨胀机制冷循环有一个最佳高压侧排气压力,与带节流阀循环相比,其最大COP可提高10%,但高压侧压力超过最佳值后,高压膨胀机对系统COP的影响逐渐变得不明显;在双级压缩CO_2跨临界带高压膨胀机制冷系统优化设计过程中,中间冷却应采用完全冷却型式。

跨临界CO_2双级压缩制冷循环的热力学分析与比较

对带中间冷却器的双级压缩制冷(TCEI)循环和带闪发器的双级压缩制冷(TCFI)循环进行了热力学分析与比较。结果表明:TCFI循环的最佳中间压力和最佳排气压力低于TCEI循环。在常规空调工况下,TCFI循环的COP高于TCEI循环。在蒸发温度从-10℃变化到10℃时,TCFI循环和TCEI循环的COP相对基本循环平均提高幅度分别为32.3%和18.7%。

中间完全冷却CO_2跨临界双级压缩节流循环

双级压缩是提高CO2跨临界制冷循环性能系数COP的有效途径,且中间完全冷却形式的性能优于中间不完全冷却形式。对于中间完全冷却CO2跨临界双级压缩节流循环,节流形式有一次节流(STDC循环)和两次节流(DTDC循环)。分析了高压压力和气体冷却器出口温度对STDC循环和DTDC循环的性能影响,并与CO2跨临界单级压缩(STSC)节流循环进行了比较。结果表明:在给定条件下,DTDC循环的COP值最大、STDC循环的最优高压压力值最高;随着气体冷却器出口温度的升高,3个循环的最大COP均减小,最优高压压力均升高,压缩机的等熵效率均降低。对于DTDC和STDC循环,最优中间压力值偏离高压压力与低压压力的几何平均值,但是对系统的性能系数影响不大。

CO_2双蒸发器压缩／喷射式跨临界制冷循环

为减小CO_2跨临界循环系统节流部分的膨胀功损失,提高系统性能,可在小型制冷系统中采用喷射器代替节流阀,部分回收工质从高压到低压过程的膨胀功。在对系统进行热力学分析的基础上,建立了CO_2跨临界压缩／喷射制冷循环的效率分析模型。计算结果表明：在合理的喷射器出口背压下,CO_2跨临界压缩／喷射制冷循环可以得到较高的循环性能。蒸发温度和气体冷却器出口温度两工况的变化对该系统性能的影响程度相对较大。在较低蒸发温度下,该系统可以明显降低压缩机出口温度,有利于系统稳定运行。

N_2O跨临界双级压缩带膨胀机制冷循环

将天然工质N2O用于跨临界循环,建立了相应的理论模型,比较了CO2和N2O用于跨临界两级压缩膨胀制冷循环的性能。结果表明:N2O用于跨临界两级蒸气压缩膨胀制冷循环中的综合性能要优于CO2。在所选定的工况范围内,N2O系统的Ccop值(性能系数)比CO2最多提高9.6%,当气冷器出口温度越低、蒸发温度越高时,N2O系统的Ccop值增加越明显;N2O系统的最优高压压力远低于CO2,在气体冷却器出口温度为40℃时,最优高压侧排气压力最多降低了16.2%;N2O系统在排气温度、单位质量制冷量方面也较CO2具有优势。最后提出通过降低气体冷却器出口温度来提高跨临界带膨胀机制冷循环性能和降低最优高压侧排气压力的观点。

CO2跨临界并行循环两级压缩制冷系统模拟研究

由于二氧化碳用于跨临界循环时,其系统能效偏低。本文对带有并行压缩循环的跨临界二氧化碳两级压缩制冷系统进行理论分析,研究气冷器出口温度、冷却压力和泄压罐压力对系统效率的影响,找出最优参数值,为并行压缩的跨临界二氧化碳制冷系统的设计应用提供参考。

CO_2跨临界循环与传统制冷循环的热力学分析

以热力学第二定律和卡诺定理为基础,提出了一种新的热力学分析方法-当量温度法,并以此为基准对各种制冷循环进行了分析。与传统分析方法相比,当量温度法可以得出更加公正、合理的结论。

CO_2跨临界循环膨胀压缩机的研究综述

CO2 是最有潜力的自然工质之一。综述了国内、外CO2 膨胀压缩机的研究现状 ,在分析现有膨胀压缩机的技术特点的基础上 ,指出机械强度、摩擦和泄漏 ,润滑油的选择及其动态特性是CO2 膨胀压缩机研究中存在的关键问题。在CO2 膨胀压缩机的研究中 ,应该充分考虑CO2 跨临界循环膨胀做功的特点 ,尽量减少其摩擦、泄漏及余隙容积损失 ,设计更为合理的进出口控制 ,促使CO2

CO_2跨临界水源热泵两级供热系统理论比较

在供热系统中 ,需要的水温较高时 ,由于回水温度高而导致CO2 跨临界水源热泵能效比下降。如果降低回水温度 ,就要求不同温度的热水分级利用。CO2 跨临界水源热泵两级供热系统可以实现能量的分级利用。分析对比了 3种形式的CO2 跨临界水源热泵两级供热系统 ,发现它们各有特点 ,可根据不同的使用要求采用适宜的两级系统。

CO2两级压缩制冷系统在冷藏柜中的应用

将两级压缩与CO2跨临界循环技术相结合,设计了一套以小型CO2两级压缩制冷循环为制冷系统的冷藏柜。研究该CO2系统及冷藏柜在C,D2种测试工况下的性能,并与在相同条件下的CO2单级压缩试验进行比较。结果表明:对于两级压缩制冷循环,C工况下的COP高于D工况,蒸发温度则低于D工况;C、D工况下,CO2两级压缩制冷循环的COP分别比单级压缩制冷循环高11%~15%、15%~17%,排气温度分别低26~30℃、29~32℃;机组在2种工况下分别运行12h、17.5h后,负载温度降至7.2℃,运行时间分别小于标准要求的19h和24h;证明了将CO2两级压缩制冷循环系统运用于冷藏柜中可提高系统性能,为今后CO2冷藏柜的设计提供依据。

全封闭往复式压缩机CO_2跨临界循环的热力及流体动力特性:实验研究

本文建立了一个实验装置,该装置可以一般性分析CO2跨临界制冷循环并专门用于测试CO2往复式全封闭压缩机的样机。实验数据不仅可以定量比较每个元件,而且可以定量比较整个制冷系统。本项工作的目的是为了阐述已成型的以CO2作为制冷剂的、工作于跨临界循环的CL15型往复式全封闭压缩机。同时,该论文完整的描述了实验所用的设备及仪器。最后,该论文提供了大量不同工作状态下的实验比较结果,不同工作状态包括蒸发温度的高低变化、过热度的改变及气体冷却压力的变化。实验结果表明该压缩机有一定发展潜力。

CO_2两相流引射循环制冷系统性能的数值模拟

对引射器内部简化热力学模型进行了改进,建立了CO2两相流制冷系统的数学模型。利用MATLAB语言编写程序对该系统性能进行了模拟计算,分析了工况参数及引射比对引射循环系统性能的影响。模拟结果表明:CO2两相流引射循环制冷系统在较低的引射比条件下,就可以实现稳定运行,系统COP对气冷器出口温度的变化比较敏感,同时存在最优高压侧压力使系统COP达到最大;对于不同工况条件,CO2两相流引射循环制冷系统的COP比同工况条件下的传统系统的COP,理论上分别提高了11%～18%。

提高CO_2跨临界循环效率的方法

针对CO2跨临界循环的特征,阐述了几种提高循环效率的方法,其中包括采用涡流管或者膨胀机代替膨胀阀,采用两级压缩、中间冷却技术等等。论述了涡流管代替膨胀阀提高系统效率的方法、原理,并介绍了一种适合小型制冷系统的新型气缸活塞式膨胀机。另外,还叙述了CO2跨临界循环系统采用两级压缩、中间冷却时,最佳中间压力的确定原理以及方法。