复叠制冷系统级间匹配特性研究

发布时间：2018-10-17 20:49

【摘要】：由于单级压缩制冷循环受限于压缩比等因素的限制,蒸发温度一般不会低于-30℃;当需要更低的温度时,就需要使用双级压缩或复叠循环制冷系统,以此来克服由压缩比过高带来的排气温度过高、容积效率降低、性能系数下降等一系列问题。因此,双级压缩和复叠制冷系统在制取低温环境和冷冻冷藏中具有很好的发展前景。本文主要内容如下:一、对比现阶段国内外双级压缩及复叠循环制冷系统的发展现状可看出,双级压缩及复叠循环中压缩机目前多采用定排气量。当系统运行工况发生变化,偏离设计工况时,系统性能系数降低;同时在定频压缩机组成的系统中,多采用开停机的方式来维持系统目标温度,造成频繁启动耗电量增大,缩短系统使用寿命。本课题针对这些问题,通过对比双级压缩的四种循环同复叠循环的性能系数,以及系统结构,得出使用复叠循环具有一定的优越性的结论。二、对复叠循环进行理论分析可以发现:当工况不变,若级间容量比(高低温级压缩机吸气口体积流量之比)增大,则中间温度逐渐降低,系统COP先增大后减小,存在最优的系统级间容量比使得COP最大;级间容量比保持固定不变时,中间温度随系统蒸发温度的降低逐渐降低;随着系统的蒸发温度上升,最大COP所对应的最优级间容量比也逐渐增大;蒸发温度改变10℃,对应的最优级间容量比变化0.1左右。三、通过理论分析,我们设计出了变流量双级压缩及复叠系统课题,复叠系统高低温级均使用R410A制冷剂,通过管路阀门的开启配合可以实现由复叠系统向双级压缩的转换,课题采用两台直流变频涡旋压缩机配合电子膨胀阀,通过PLC与变频器调节压缩机调节系统运行,保证系统能够实时调节输气量,从而当工况发生改变时使系统能够在COP最佳的状态下运行。四、实验中选取蒸发温度-40℃~-45℃,冷凝温度30℃,在实验的过程中保持低温级压缩机频率为60Hz不变,高温级压缩机每次调节3Hz,待系统稳定运行15分钟后进行数据测量,通过热平衡法测量实验台的制冷量,统计并计算出不同工况下系统的性能系数。本课题基于复叠循环制冷特性的理论分析、系统设计及实验研究为前提,能够实现提高制冷效率、减小温度波动等目的,同时可以为复叠循环及双级压缩系统的研究提供理论及数据依据。
[Abstract]:Since the single-stage compression refrigeration cycle is limited by factors such as compression ratio, the evaporation temperature is generally not lower than -30 鈩，

本文编号：2277930