可燃冰低溫環(huán)境實驗室的研發(fā)與性能研究.pdf

1、隨著可燃冰利用技術的快速發(fā)展，對可以貯存和儲藏可燃冰的環(huán)境的要求越來越高，對貯存可燃冰環(huán)境的性能探究也達到了新的高度。所以，人們對可燃冰低溫環(huán)境貯藏空間的探究已經(jīng)被提上的研究日程，越來越多的研究所和高校開展了此類的課題。對于可以貯存可燃冰的低溫環(huán)境的研發(fā)，最為行之有效的方法就是建造超低溫環(huán)境實驗室，由于超低溫環(huán)境實驗室對實驗工況要求較高，雙級壓縮系統(tǒng)則成為了為其提供良好運行基礎的重要保障。
　　低溫環(huán)境實驗室分為超低溫環(huán)境實驗室，

2、低溫環(huán)境實驗室和恒溫環(huán)境實驗室，分別使用的是雙級壓縮制冷系統(tǒng)和單級壓縮制冷系統(tǒng)，在超低溫環(huán)境實驗室中可以研發(fā)可燃冰的性能。本文通過理論研究與工程實踐，對可燃冰低溫環(huán)境實驗室進行了研發(fā)和性能探究。蒸汽壓縮式理論循環(huán)是本工程所采用的制冷方式，制冷系統(tǒng)分成三個部分，一個是應用于恒溫實驗室的單級壓縮制冷系統(tǒng)；另一個是應用于超低溫實驗室的雙級壓縮制冷系統(tǒng)；第三個是應用于低溫實驗室的單級壓縮制冷系統(tǒng)。恒溫實驗室的單級壓縮制冷系統(tǒng)使用R134a，超低

3、溫實驗室和低溫實驗室的雙級和單級壓縮制冷系統(tǒng)使用R404A。根據(jù)設計工況計算出三個實驗室的冷負荷，并根據(jù)設計工況選型得到壓縮機、冷風機以及冷凝器的相關參數(shù)。搭建了三個實驗室，分別對三個實驗室進行實驗，使得三個實驗室的溫度從環(huán)境溫度分別降低至各自的設計溫度，并在不同的實驗室溫度的條件下記錄制冷機組的相關參數(shù)，處理實驗數(shù)據(jù)得到制冷系統(tǒng)的壓縮機排氣溫度、蒸發(fā)溫度、COP、制冷量、壓縮機耗功量等參數(shù)在不同的實驗室溫度下的變化曲線，記錄了實驗室從

4、環(huán)境溫度降低至設計溫度所需的時間，并且對三個實驗室的送回風溫度場進行了測試。同時，也對三個實驗室的制冷系統(tǒng)建立了理論模型，分析制冷系統(tǒng)在不同實驗室溫度的條件下的參數(shù)變化情況，將理論結果與實驗結果進行對比，驗證理論模型的準確性。
　　研究結果表明，制冷系統(tǒng)在測試條件下，所得到的相關參數(shù)（即恒溫實驗室，低溫實驗室和超低溫實驗室的制冷量、耗功量、COP、蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)壓力、冷凝溫度、冷凝壓力等參數(shù)）可以說明制冷系統(tǒng)工作穩(wěn)定，恒溫實驗室的

5、系統(tǒng)性能與壓縮機生產(chǎn)廠家所提供的壓縮機性能比較吻合。低溫實驗室和超低溫實驗室的制冷量、耗功量、COP低于壓縮機生產(chǎn)廠家提供的理論參數(shù)，進一步說明了壓縮機生產(chǎn)廠家提供的壓縮機理論參數(shù)存在正常偏差。外置冷風機方式提供給實驗室良好的環(huán)境，無論氣流組織、溫度場、降低噪音和減少實驗人員吹風感等方面都有明顯的優(yōu)點。根據(jù)實驗的實際情況低溫實驗室采用雙級系統(tǒng)，超低溫實驗室采用復疊式系統(tǒng)效果會更好。提高室內(nèi)環(huán)境溫度場精度，需要采用變頻制冷系統(tǒng)，節(jié)流機構使