En tvåstegs kompressorkylcykel använder vanligtvis två kompressorer, nämligen en lågtryckskompressor och en högtryckskompressor.
1.1 Processen där köldmediegasen ökar från förångningstryck till kondenseringstryck är indelad i två steg
Första steget: Komprimeras först till mellantrycket av lågtryckskompressorn:
Det andra steget: gasen under mellantrycket komprimeras ytterligare till kondensationstrycket av högtryckskompressorn efter mellankylning, och den fram- och återgående cykeln fullbordar en kylprocess.
Vid låga temperaturer minskar interkylaren i tvåstegskompressionskylcykeln inloppstemperaturen för köldmediet i högtryckskompressorn, och minskar även utloppstemperaturen för samma kompressor.
Eftersom den tvåstegs kompressionskylcykeln delar upp hela kylprocessen i två steg, kommer kompressionsförhållandet för varje steg att vara mycket lägre än för enstegskompression, vilket minskar kraven på utrustningens styrka och förbättrar kylcykelns effektivitet avsevärt. Den tvåstegs kompressionskylcykeln är indelad i en mellanliggande komplett kylcykel och en mellanliggande ofullständig kylcykel enligt de olika mellanliggande kylmetoderna; om den är baserad på strypningsmetoden kan den delas in i en förstastegs strypcykel och en andrastegs strypcykel.
1.2 Typer av tvåstegs kompressionskylmedel
De flesta tvåstegs kompressionskylsystem använder köldmedier för medel- och lågtemperatur. Experimentell forskning visar att R448A och R455a är bra ersättare för R404A vad gäller energieffektivitet. Jämfört med alternativ till fluorkolväten är CO2, som en miljövänlig arbetsvätska, en potentiell ersättning för fluorkolväten och har goda miljöegenskaper.
Men att ersätta R134a med CO2 kommer att försämra systemets prestanda, särskilt vid högre omgivningstemperaturer, trycket i CO2-systemet är ganska högt och kräver särskild behandling av nyckelkomponenter, särskilt kompressorn.
1.3 Optimeringsforskning om tvåstegs kompressionskylning
För närvarande är resultaten av optimeringsforskningen av tvåstegs kompressionskylcykelsystem huvudsakligen följande:
(1) Genom att öka antalet rörrader i intercoolern kan en minskning av antalet rörrader i luftkylaren öka intercoolerns värmeväxlingsarea, samtidigt som luftflödet som orsakas av det stora antalet rörrader i luftkylaren minskas. Återgående till dess inlopp, genom ovanstående förbättringar, kan intercoolerns inloppstemperatur minskas med cirka 2 °C, och samtidigt kan luftkylarens kyleffekt garanteras.
(2) Håll lågtryckskompressorns frekvens konstant och ändra högtryckskompressorns frekvens, varigenom förhållandet mellan högtryckskompressorns gasleveransvolym ändras. När förångningstemperaturen är konstant vid -20 °C är den maximala COP-värdet 3,374 och det maximala gasleveransförhållandet som motsvarar COP är 1,819.
(3) Genom att jämföra flera vanliga transkritiska tvåstegs kompressionskylsystem med CO2, dras slutsatsen att utloppstemperaturen från gaskylaren och effektiviteten hos lågtryckskompressorn har stor inverkan på cykeln vid ett givet tryck, så om man vill förbättra systemeffektiviteten är det nödvändigt att minska gaskylarens utloppstemperatur och välja en lågtryckskompressor med hög driftseffektivitet.
Publiceringstid: 22 mars 2023