自然工质在小型超市制冷系统中应用的理论分析

本文对低温级以CO2为工质的超市复叠式制冷系统进行了热力学理论分析,计算了不同蒸发温度、冷凝温度和不同传热温差下的COP,并与传统的超市复叠制冷循环进行对比分析。结果发现自然工质CO2／NH,复叠制冷系统的性能效率为最好,而R290／CO2复叠制冷系统的COP与使用传统工质的相当。因此,将自然环保工质复叠式制冷系统应用于小型超市具有很好的应用前景。     

R290/CO2复叠式制冷系统的性能实验

通过对R290／C02复叠式制冷系统的性能实验，对低温循环用CO2作为制冷工质，高温循环分别用R22和R290为制冷工质的性能进行比较，结果表明，随着蒸发温度的升高，冷凝温度的降低，R290／CO2复叠式制冷系统的最佳质量流量比增大，COP增加。随着高温循环压缩机入口温度的升高，R290压缩机的功耗略高于R22压缩机的功耗，R290循环的COPh要高于R22循环的COPh。结果表明自然工质R290／CO2复叠式制冷系统具有很好的发展前景。     

回热器对复叠式制冷系统性能的影响

通过分析回热器对R290/CO2、NH3/CO2、R404A/CO2三种复叠式制冷系统性能的影响,得出在一定的冷凝温度、蒸发温度和冷凝蒸发器传热温差下,回热循环能提高R290/CO2、R404A/CO2复叠式制冷系统的性能系数,且当回热器效率大于0.31时,R290/CO2复叠式制冷系统的性能系数超过NH3/CO2复叠式制冷系统的性能系数,减少R290/CO2、NH3/CO2、R404A/CO2复叠式制冷系统中高温循环制冷剂的充注量,从而提高复叠式制冷系统的安全性。     

自然工质低温冷冻箱的设计与试验

对R290／CO2自然工质复叠式制冷系统低温冷冻箱进行设计和试验,冷冻箱内的温度在2个小时内平稳下降54．5℃,并保持在-41℃,这说明冷冻箱的设计合理,温度的稳定性较好,为自然工质R290／CO2复叠式制冷系统的推广应用打下了一定的基础。     

利用熵产最小法分析R290/CO2复叠式制冷循环

介绍了低温环境下采用自然工质R290和CO2的复叠式制冷循环，用熵产最小法对R290／CO2复叠式低温制冷循环进行了分析，利用熵产最小法确定R290/CO2复叠式低温制冷循环的最佳中间温度。为提高R290／CO2复叠式低温制冷循环的效率，应减少蒸发器、冷凝器和冷凝蒸发器的传热温差，可以看出R290／CO2的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有很好的发展前景。     

R290冷凝器的设计与制造

针对R290的性能特点和管内两相流的冷凝换热特性，设计并制造了R290／CO2复叠式制冷循环中的R290水冷式冷凝器，为自然工质R290／CO2复叠式制冷循环系统的研究和实际应用奠定基础。     

一种节能环保型复叠式制冷系统

为解决自然工质R290／CO2复叠式制冷循环COP较低的问题，提出采用过热、过冷和用膨胀机代替节流阀的方法。通过热力学分析对比得出，用膨胀机代替节流阀同时过冷的方法可以大大提高R290／CO2复叠式制冷循环的COP。自然工质R290／CO2复叠式制冷循环替代常规工质有很好的前景。     

环保型低温制冷系统的性能实验

对环保型R290/CO2复叠式低温制冷系统的性能进行实验,得出R290循环的COP要比CO2循环的COP高,CO2压缩机的吸气温度对CO2压缩机排气温度的影响较明显.CO2低温循环中,随着温度的降低,制冷工质的粘性对管路的流动阻力损失影响不大.制冷系统的压力和流量的稳定性非常好,温度的稳定性能够满足实验精度要求.     

排气冷却R290/CO_2复叠式制冷系统性能分析

通过对带排气冷却器的R290/CO_2复叠式制冷系统的性能分析,以及与不带排气冷却器的R290/CO_2复叠式制冷系统的性能进行比较,得出在相同的运行工况下,当排气冷却器的热负荷为1.4 kW,低温循环的冷凝温度为-20℃,制冷量为10kW时,排气冷却器在降低冷凝蒸发器CO_2的入口温度方面起到显著作用,高温循环制冷剂R290的质量流量减少11.4%,相应的高温循环压缩机的功耗和冷凝器的热负荷均降低11.4%,R290/CO_2复叠式制冷系统的COP提高8.8%。     

R404A与CO2复叠式制冷系统的理论分析

本文针对所建立的新型R404A／CO2复叠式制冷设备进行了理论研究,该系统可提供零下40℃以下的低温环境。根据R404A和CO2的物性特征及复叠式循环流程,通过数值模拟寻找一定工况下CO2低温级的最佳冷凝温度及二者的最佳质量流量比,分析冷凝蒸发器的工作温度、CO2侧蒸发温度、R404侧的冷凝温度等对R404A／CO2复叠式系统COP的影响。结果表明,为了提高循环效率并保证循环的安全运行,应尽可能地升高低温段蒸发温度、降低高温段冷凝温度,缩小冷凝蒸发器的传热温差,环保工质R404A和CO2的复叠式制冷系统在低温制冷条件下有良好的发展前景。     

R404A／CO2复叠制冷系统与CO2低温载冷剂系统对比分析

简述R404A／CO2复叠制冷系统与CO2低温载冷剂系统,并对各系统的能效情况进行理论分析。结果表明：当蒸发温度在-30～-50℃范围内时,复叠制冷系统的能效明显高于CO2低温载冷剂系统。     

Theoretical evaluation of trans-critical CO2 systems in supermarket refrigeration. Part II: System modifications and comparisons of different solutions

The performance of CO₂ refrigeration systems strongly depends on the operating conditions. The specific characteristics of low critical temperature and high operating pressure limit its applications and imply the implementation of different control strategies. This study compares the performance of different CO₂ system solutions for supermarket refrigeration with R404A system. Some possible modifications and improvements on the CO₂ system have been investigated. The COP of the investigated CO₂ system solution can be improved by about 3–7% along the ambient temperature range of 10–40 °C. The annual energy consumption calculations in three different climates; cold, moderate and hot, show that the centralized trans-critical CO₂ system is good solution for cold climates whereas the NH₃–CO₂ cascade system has the lowest energy consumption in hot climates. Both systems proved to be good alternatives to R404A DX system for supermarket refrigeration.     

Experimental study of the refrigeration cycle performance for the R744/R290 mixtures

A new binary mixture of R744 and R290 as an alternative natural refrigerant to R13 was first presented in this paper. Its environmental performance is friendly. It has an ODP of zero and GWP smaller than 20. Experimental studies for this mixture and R13 were performed on a cascade refrigeration system only with modification to capillary in low-temperature circuit. COP and refrigeration capacity of this binary mixture were higher than those of R13, at the same time, condensing pressure, evaporating pressure, compression ratio, and discharge temperature were also higher than that of R13 when the high-temperature circuit of cascade refrigeration system was kept invariable. The new binary mixture of R744 and R290 is considered as a promising alternative refrigerant to R13 when the evaporator temperature is higher than 201 K.     

CO_2/R290应用于复叠制冷低温环路浓度配比实验研究

在复叠制冷实验台上对由CO_2/R290组成的不同配比的二元混合制冷剂进行了低温循环性能实验.实验结果表明,随着CO_2含量增大,二元混合物的压比减小,制冷量增大,耗功减少,COP增加,制冷速率增大.但随着CO_2含量增大,二元混合物的排气温度也升高,当CO_2在混合物中的组分达到71%时,蒸发温度为-61℃时,压缩机的排气温度接近115℃.因此,混合物中CO_2含量不宜超过71%.混合物中R290降低了CO_2凝固点温度,同时也降低了CO_2较高的冷凝压力,对扩展CO_2在低温区域的应用很有益处.     

NH3／CO2复叠制冷系统实验研究

对NH3／CO2复叠式制冷系统进行了性能实验,并对NH3／CO2复叠系统、两级NH3系统以及单级NH3系统的性能进行了比较。结果表明,当co2冷凝温度升高时,复叠系统的COP先增大后降低;随着冷凝蒸发器中换热温差的降低、CO2蒸发温度的升高,系统COP逐渐升高。在较低的蒸发温度下,NH3／CO2复叠系统的COP高于两级NH3、单级NH3系统。结果表明自然工质的NH3／CO2复叠式制冷系统在低温工况下具有良好的应用前景。