CO2/NH3复叠式系统研究
CO2/NH3复叠式系统,高温循环中的冷凝器在常温环境下工作,冷凝温度选40℃;低温循环中蒸发器为了达到-30~35℃冷库等设计要求,蒸发温度选择-40℃;蒸发冷凝器中传热温差取At=6℃。设低温循环中的冷凝温度为中间温度Tm,则高温循环中的蒸发温度为(Tm-6hNH3双级+CO2系统中,蒸发器内NH3吸收载冷剂CO2的热量蒸发,假设换热温差取At=6℃,则为了获得-40℃的供液温度,需要NH3双级制冷的蒸发温度为-46℃。
在蒸发温度为-40℃、冷凝温度为40℃的条件下,CO2/NH3复叠式制冷系统COP随着Tm的增大先增大后减少,存在一个最佳Tm值,即Tm=262.3K时COP为最大值2.083。并且,在最佳Tm的附近(250K~270K)COP的变化率十分小,这为实际运行提供了必要的条件。给出了在冷凝温度为40℃时,不同的蒸发温度T下,COP与的关系图。从中可以看到:①CO2/NH3复叠式制冷系统COP随着蒸发温度的升高而增大;②在冷凝温度一定的条件下,最佳中间温度Tm随着蒸发温度T。的增加而呈线性增加。由数据拟合可得到两者关系式:Tm=0.457XTo+156.04(K)。
本文研究的蒸发温度范围为-50℃~10℃,如果要获得更低的蒸发温度(-50℃以下),由于CO2的三相点温度为-57.15℃,容易发生凝固,因此CO2工质将不再适合。图6为冷凝温度为40℃,不同蒸发温度下CO2/NH3复叠式与NH3双级+CO2系统COP的对比图。从中可以看出:1)随着蒸发温度的升高两者制冷系数COP皆显著增加;2)相同蒸发温度下,NH3双级+CO2系统的COP高于CO2/NH3复叠式系统;3)在低温段(TQ<259K)、相同供液温度时,CO2/NH3复叠式系统与NH3双级+CO2系统COP之差小于百分之十,COP十分接近;4)随着蒸发温度提高,NH3双级+CO2系统COP地增长比CO2/NH3复叠式系统更快。
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