一种R744超市双温制冷系统的优化及3E评估

发布时间：2020-06-28 04:00

【摘要】：冷链建设是关乎我国民生的基础建设,完善的冷链体系可保证食品的质量,大大减少食品的浪费。超市制冷系统是冷链建设中的重要一环,其上承生产源头,下启人民需求。大型超市中制冷系统的能耗较大,提高其能源利用率可有效节能降耗,有助于缓解我国的能源短缺问题,实现可持续发展。本文选择自然工质R744作为超市制冷系统的制冷剂,以求减小其对环境的伤害。R744物理性能优异且安全性高,价格较为低廉,是一种较为适用于食品零售业的长效制冷剂。本文选择目前国际上研究较为广泛的R744增压系统为基础系统,并增设喷射器对其加以优化以探求其在我国的适用性。本文阐述了基础系统(CBR系统)和改进系统(EBR系统)的工作原理,对其建立了热力学模型,并对系统运行参数进行了优化。在此基础上对两系统进行了能量角度、烟角度和经济角度的评估。结果表明:(1)当环境温度较低时,达到同样的制冷效果时CBR系统的能耗较低,系统(?)损更小,系统每小时成本低于EBR系统,环境温度较高时反之。两系统性能相等时对应的环境温度为17℃。我国夏季环境温度较高,故认为EBR系统为更适合我国环境的R744超市制冷系统。(2)在研究环境温度范围内,EBR系统最高可节约压缩机功耗达10.17%,从而带来11.32%的COP提升;同时EBR系统最大可减小(?)损达到111.64%;此外EBR系统每小时最多可节约成本13.49元,累计整个经济寿命可达141.68万元。(3)高压压缩机是对EBR系统(?)损贡献最大的部件,喷射器是(?)效率最低的部件。同时系统中可避免(?)损之和最大的部件为高压压缩机和喷射器,这说明高压压缩机和喷射器有改进的需求且改进空间大,故可认为在考虑提升系统部件性能时,应最优先考虑高压压缩机和喷射器。(4)EBR系统的初投资高于CBR系统,但最大不超过5%,且系统总成本主要由运行成本和环境成本构成,故在研究的环境温度范围内,两系统总成本随环境温度的变化趋势与COP和(?)损随环境温度变化的趋势相同,均为当环境温度低时CBR系统较优,当环境温度较高时EBR系统较优。本文从能量角度、(?)角度和经济角度对CBR系统和EBR系统进行了较为全面的评估,了解了随环境温度变化时两系统的优劣,丰富了我国关于R744超市制冷系统的研究,有助于保护环境,节能降耗,实现可持续发展,该研究具有一定的学术和工程应用价值。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB657
【图文】：

系统流程图,增压系统,超市,喷射器

本文尝试从增设一个喷射器以回收膨胀功的角度对常规Ｒ７４４超市双逡逑温增压系统进行改进，改进后的系统称之为带喷射器的Ｒ７４４超市双温增压系统，逡逑简称ＥＢＲ系统，其系统流程图如图２－邋３所不。逡逑与ＣＢＲ系统不同的是，当ＥＢＲ系统稳定运行时，过冷器出口的制冷剂７进逡逑入喷射器作为一次流，低温级和中温级混合之后的制冷剂丨５进入喷射器作为二逡逑次流，制冷剂７和１５在喷射器内发生压缩混合膨胀等一系列反应，最终以一个逡逑中间状态１离开喷射器，继续剩余的循环。逡逑－１１邋－逡逑

夏季平均温度,工况,运行参数,喷射器

２００逦２４０逦２８０逦３２０逦３６０逦４００逦４４０逦４８０逦５２０逦５６０逡逑Ｅｎｔｈａｌｐｙ邋［ｋＪ／ｋｇ］逡逑图２－４带喷射器的Ｒ７４４超市双温增压系统（ＥＢＲ系统）压焓图逡逑２．２简化假设及运行参数确定逡逑２．２．１简化俩设逡逑在建立热力学模型之前，需要说明一些关于系统的假设，以便于模拟效果更逡逑接近实际运行以及在不影响系统模拟结果的情况下简化计算。逡逑各个部件在实际工况、不可避免工况和理想工况下的运行参数如表２－邋１表逡逑２－２所示。逡逑表２－１不同工况下，系统各部件的运行参数逡逑ｉｐ＃逦＃１逦实际工况逦不可避免工况逦理想工况逡逑电子膨胀阀逦－逦Ｗｍ逡逑喷射器逦０．９逦０．９８逦１逡逑ｎｓ逦０．９逦０．９８逦１逡逑ｔ］Ｍ逦０．８８逦０．９８逦１逡逑ｔＪＤ逦０．８５逦０．９８逦１逡逑气冷器逦Ａｒ逦３Ｋ逦０．５Ｋ逦ＯＫ逡逑高压压

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