Kaheastmelises kompressorjahutustsüklis kasutatakse tavaliselt kahte kompressorit, nimelt madalrõhukompressorit ja kõrgsurvekompressorit.
1.1 Külmutusagensi gaasi rõhu tõus aurustumisrõhust kondenseerumisrõhuni jaguneb kaheks etapiks
Esimene aste: surutakse madarõhu astme kompressori abil esmalt vaherõhule:
Teine etapp: vahepealse rõhu all olev gaas surutakse pärast vahepealset jahutamist kõrgsurvekompressori abil edasi kondensatsioonirõhuni ja edasi-tagasi liikuv tsükkel viib lõpule jahutusprotsessi.
Madalate temperatuuride tootmisel vähendab kaheastmelise kompressioonjahutustsükli vahejahuti kõrgsurveastme kompressoris oleva külmutusagensi sisselasketemperatuuri ja vähendab ka sama kompressori väljalasketemperatuuri.
Kuna kaheastmeline survejahutustsükkel jagab kogu jahutusprotsessi kaheks etapiks, on iga etapi surveaste palju madalam kui üheastmelisel kokkusurumisel, mis vähendab seadmete tugevusnõudeid ja parandab oluliselt jahutustsükli efektiivsust. Kaheastmeline survejahutustsükkel jaguneb vastavalt erinevatele vahejahutusmeetoditele vahepealseks täielikuks jahutustsükliks ja vahepealseks mittetäielikuks jahutustsükliks; kui see põhineb drosselmeetodil, saab selle jagada esimese astme drosseltsükliks ja teise astme drosseltsükliks.
1.2 Kaheastmelise survega külmutusagensi tüübid
Enamik kaheastmelisi kompressioonjahutussüsteeme valib keskmise ja madala temperatuuriga külmaaineid. Eksperimentaalsed uuringud näitavad, et R448A ja R455a on energiatõhususe seisukohast head R404A asendajad. Võrreldes fluorosüsivesinike alternatiividega on CO2 keskkonnasõbraliku töövedelikuna potentsiaalne asendaja fluorosüsivesinike külmaainetele ja sellel on head keskkonnaomadused.
Kuid R134a asendamine CO2-ga halvendab süsteemi jõudlust, eriti kõrgematel ümbritseva õhu temperatuuridel, CO2-süsteemi rõhk on üsna kõrge ja nõuab võtmekomponentide, eriti kompressori, erikohtlemist.
1.3 Kaheastmelise kompressioonjahutuse optimeerimise uuring
Praegu on kaheastmelise kompressioonjahutustsükli süsteemi optimeerimise uurimistulemused peamiselt järgmised:
(1) Vahejahuti toruridade arvu suurendamise ja õhujahuti toruridade arvu vähendamise abil saab suurendada vahejahuti soojusvahetuspinda, vähendades samal ajal õhujahuti suurest toruridade arvust tingitud õhuvoolu. Tagasi sisselaskeava juurde tulles saab ülaltoodud täiustuste abil vähendada vahejahuti sisselasketemperatuuri umbes 2 °C võrra, tagades samal ajal õhujahuti jahutusefekti.
(2) Hoidke madalrõhukompressori sagedust konstantsena ja muutke kõrgsurvekompressori sagedust, muutes seeläbi kõrgsurvekompressori gaasi etteande mahu suhet. Kui aurustumistemperatuur on konstantne -20 °C juures, on maksimaalne COP 3,374 ja COP-le vastav maksimaalne gaasi etteande suhe on 1,819.
(3) Mitme tavalise CO2 transkriitilise kaheastmelise kompressioonjahutussüsteemi võrdlemisel jõuti järeldusele, et gaasijahuti väljundtemperatuuril ja madalrõhukompressori efektiivsusel on antud rõhu juures tsüklile suur mõju, seega on süsteemi efektiivsuse parandamiseks vaja vähendada gaasijahuti väljundtemperatuuri ja valida kõrge tööefektiivsusega madalrõhukompressor.
Postituse aeg: 22. märts 2023