跨臨界CO2制冷循環(huán)的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、CO2作為天然工質(zhì)，擁有傳統(tǒng)HCFCs和HFCs類工質(zhì)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，是非常有潛力的工質(zhì)替代物。因此，大力發(fā)展跨臨界CO2技術(shù)，對(duì)于環(huán)保和節(jié)能具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以跨臨界CO2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為研究對(duì)象，通過理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與性能優(yōu)化相結(jié)合，為天然工質(zhì)CO2推廣與應(yīng)用提供基礎(chǔ)資料。
　　 天然工質(zhì)CO2在環(huán)保、熱力學(xué)性質(zhì)等多方面有明顯優(yōu)勢(shì)，可以從根本上解決工質(zhì)替代問題。本文對(duì)跨臨界CO2單級(jí)壓縮制冷循環(huán)進(jìn)行了理論分析，對(duì)系統(tǒng)高

2、壓壓力、蒸發(fā)溫度、氣體冷卻器和外部熱源條件對(duì)系統(tǒng)性能的影響進(jìn)行了較為全面的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明：存在最優(yōu)高壓壓力使系統(tǒng)COP達(dá)到最大值；冷卻水流量對(duì)系統(tǒng)性能影響不明顯，工質(zhì)充注量、蒸發(fā)溫度、冷凍水流量、冷卻水溫度和冷凍水溫度對(duì)系統(tǒng)性能有較大影響；高壓壓力對(duì)氣體冷卻器換熱性能影響不大，而增加管長可以明顯改善換熱效率，氣體冷卻器出口溫度升高導(dǎo)致制冷量下降和壓縮機(jī)耗功增加，且最優(yōu)壓力快速增加。
　　 使用膨脹機(jī)代替節(jié)流閥具有明顯的性能優(yōu)

3、勢(shì)，無論膨脹機(jī)效率高低，其性能都優(yōu)于節(jié)流閥循環(huán)，提升膨脹機(jī)等熵效率，是提高系統(tǒng)性能的重要因素；采用雙級(jí)壓縮是提高循環(huán)性能、降低耗功的有效途徑。系統(tǒng)比較了跨臨界CO2雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的性能，分析表明：兩級(jí)壓縮膨脹機(jī)循環(huán)的性能十分突出；壓縮機(jī)入口有害過熱會(huì)對(duì)循環(huán)性能產(chǎn)生不利影響；取得最佳性能的中間壓力并不是高、低壓的幾何平均值，而是有一定偏差,但對(duì)系統(tǒng)性能影響不大。
　　 本文建立了CO2/NH3復(fù)疊式制冷循環(huán)的理論分析，結(jié)果表明：