定流量與變流量雙級壓縮制冷系統(tǒng)的實驗研究.pdf

1、單級蒸氣壓縮制冷的最低蒸發(fā)溫度一般不超過-30℃，隨著蒸發(fā)溫度的降低，蒸發(fā)壓力也在不斷降低，壓力比不斷增大，導(dǎo)致壓縮機的排氣溫度不斷升高，容積效率下降，輸氣量減少，制冷量不斷降低，系統(tǒng)性能系數(shù)下降等一系列問題，因此，在蒸發(fā)溫度低于-30℃工況下，通常需要采用雙級壓縮制冷循環(huán)來滿足實際需求。
　　工程中大多是定頻雙級壓縮制冷系統(tǒng)，低高壓級壓縮機輸氣量比多為2:1（或3:1），中間壓力和低高壓排氣量相對固定。當(dāng)系統(tǒng)工況或負荷變化時，不

2、能達到系統(tǒng)的最佳性能系數(shù)，與此同時，為維持所需溫度，定頻雙級壓縮制冷系統(tǒng)通常通過開停機來實現(xiàn)溫度恒定，造成壓縮機頻繁啟停，耗電量增加，降低了制冷系統(tǒng)的壽命。針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本課題組提出一種變流量雙級壓縮制冷系統(tǒng)，搭建采用三臺雙轉(zhuǎn)子變頻壓縮機的變制冷劑流量雙級壓縮制冷實驗臺，開展不同形式的雙級壓縮制冷系統(tǒng)的實驗研究。本文以此為基礎(chǔ)，在相同工況條件下，通過調(diào)節(jié)壓縮機運行頻率，改變低高壓壓縮機排氣量之比和中間壓力（中間溫度），與傳統(tǒng)

3、采用定頻壓縮機的雙級壓縮制冷系統(tǒng)進行對比，研究變制冷劑流量的雙級壓縮制冷系統(tǒng)的運行特性。
　　實驗以R410A為制冷劑，選取一次節(jié)流中間不完全冷卻雙級壓縮制冷為實驗循環(huán)方式。通過自動控制系統(tǒng)自主編寫適合研究過程的雙級壓縮制冷實驗臺的控制系統(tǒng)程序，通過調(diào)節(jié)高壓級壓縮機的運轉(zhuǎn)頻率的方式來進行高壓壓縮機輸氣量調(diào)節(jié)，尋求最優(yōu)低高壓輸氣量比。利用EES軟件，建立一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷循環(huán)的數(shù)學(xué)模型，進行理論分析。理論分析結(jié)果表

4、明：中間溫度（中間壓力）隨低高壓級壓縮機輸氣量比§減小而減小，機組性能系數(shù)COP隨中間壓力的增大呈現(xiàn)先升高后減小的趨勢，同時蒸發(fā)溫度越低，最佳COP下的低高壓壓縮機排氣量之比越大。
　　通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)冷凝溫度為30℃，蒸發(fā)溫度為-20～-35℃的變化區(qū)間，低高壓級壓縮機理論輸氣量比ε在1.25～3.33范圍時，系統(tǒng)的制冷量隨著§的增加逐漸減小，最大制冷性能系數(shù)可比常規(guī)定流量機組（2:1）最大提高7％，比機組耗功降低8%，比3:1