Kaksivaiheisessa kompressorijäähdytyssyklissä käytetään yleensä kahta kompressoria, nimittäin matalapainekompressoria ja korkeapainekompressoria.
1.1 Kylmäainekaasun paineen nousu höyrystymispaineesta lauhdutuspaineeseen jaetaan kahteen vaiheeseen
Ensimmäinen vaihe: Painetaan ensin välipaineeseen matalapaineisen kompressorin avulla:
Toinen vaihe: välipaineessa oleva kaasu puristetaan edelleen lauhdutuspaineeseen korkeapainekompressorilla välijäähdytyksen jälkeen, ja edestakainen sykli viimeistelee jäähdytysprosessin.
Alhaisia lämpötiloja tuotettaessa kaksivaiheisen puristusjäähdytyssyklin välijäähdytin alentaa kylmäaineen tulolämpötilaa korkeapainekompressorissa ja myös alentaa saman kompressorin poistolämpötilaa.
Koska kaksivaiheinen puristusjäähdytyssykli jakaa koko jäähdytysprosessin kahteen vaiheeseen, kunkin vaiheen puristussuhde on paljon pienempi kuin yksivaiheisessa puristuksessa, mikä vähentää laitteiden lujuusvaatimuksia ja parantaa huomattavasti jäähdytyssyklin tehokkuutta. Kaksivaiheinen puristusjäähdytyssykli jaetaan välivaiheen täydelliseen jäähdytyssykliin ja välivaiheen epätäydelliseen jäähdytyssykliin eri välivaiheen jäähdytysmenetelmien mukaan; jos se perustuu kuristusmenetelmään, se voidaan jakaa ensimmäisen vaiheen kuristussykliin ja toisen vaiheen kuristussykliin.
1.2 Kaksivaiheiset puristuskylmäainetyypit
Useimmat kaksivaiheiset kompressiojäähdytysjärjestelmät käyttävät keski- ja matalan lämpötilan kylmäaineita. Kokeelliset tutkimukset osoittavat, että R448A ja R455a ovat hyviä korvikkeita R404A:lle energiatehokkuuden kannalta. Verrattuna fluorihiilivetyjen vaihtoehtoihin, CO2 ympäristöystävällisenä työnesteenä on mahdollinen korvike fluorihiilivetykylmäaineille ja sillä on hyvät ympäristöominaisuudet.
Mutta R134a:n korvaaminen CO2:lla heikentää järjestelmän suorituskykyä, erityisesti korkeammissa ympäristön lämpötiloissa, CO2-järjestelmän paine on melko korkea ja vaatii keskeisten komponenttien, erityisesti kompressorin, erityiskäsittelyä.
1.3 Kaksivaiheisen kompressiojäähdytyksen optimointitutkimus
Tällä hetkellä kaksivaiheisen kompressiojäähdytysjärjestelmän optimointitutkimustulokset ovat pääasiassa seuraavat:
(1) Välijäähdyttimen putkirivien määrän lisääminen ja putkirivien määrän vähentäminen ilmajäähdyttimessä voi lisätä välijäähdyttimen lämmönvaihtopinta-alaa ja samalla vähentää ilmajäähdyttimen suuren putkirivien määrän aiheuttamaa ilmavirtausta. Palatakseni sen tuloaukkoon, edellä mainittujen parannusten ansiosta välijäähdyttimen tulolämpötilaa voidaan alentaa noin 2 °C, ja samalla ilmajäähdyttimen jäähdytysvaikutus voidaan taata.
(2) Pidä matalapainekompressorin taajuus vakiona ja muuta korkeapainekompressorin taajuutta, jolloin korkeapainekompressorin kaasun toimitustilavuuden suhde muuttuu. Kun höyrystymislämpötila on vakio -20 °C, suurin COP on 3,374 ja suurin COP:ia vastaava kaasun toimitussuhde on 1,819.
(3) Vertailemalla useita yleisiä CO2-transkriittisiä kaksivaiheisia kompressiojäähdytysjärjestelmiä voidaan päätellä, että kaasujäähdyttimen ulostulolämpötilalla ja matalapainekompressorin hyötysuhteella on suuri vaikutus sykliin tietyssä paineessa. Järjestelmän hyötysuhteen parantamiseksi on tarpeen alentaa kaasujäähdyttimen ulostulolämpötilaa ja valita matalapainekompressori, jolla on korkea käyttöhyötysuhde.
Julkaisun aika: 22.3.2023