【摘要】：噴射式制冷系統(tǒng)可充分利用低品位熱源來(lái)制取冷量,既能提高能源回收利用效率,還能有效緩解因直接排入大氣的余熱廢氣等所造成的環(huán)境污染問(wèn)題。為了提高了噴射制冷的綜合制冷效率,本文構(gòu)建了一種基于雙級(jí)噴射器的雙蒸發(fā)器噴射制冷系統(tǒng)(TSERS),并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了能量分析,傳統(tǒng)（火用）分析和高級(jí)（火用）分析。從理論上分析了蒸發(fā)器冷量分配比,工作流體運(yùn)行溫度和工質(zhì)物性對(duì)TSERS性能的影響。另外,對(duì)亞臨界非共沸混合工質(zhì)和CO_2混合工質(zhì)分別用于單級(jí)噴射制冷系統(tǒng)和TSERS時(shí)的性能進(jìn)行了研究。對(duì)比了三種雙蒸發(fā)器噴射制冷系統(tǒng)的性能,在相同的制冷量條件下,相比于具有雙蒸發(fā)器的單級(jí)噴射式制冷系統(tǒng)(SERS)和具有雙蒸發(fā)器的雙噴射制冷系統(tǒng)(TERS)兩種基本系統(tǒng),TSERS性能系數(shù)COP分別提高了42.1%和19.7%,（火用）效率分別提高了72.8%和24.6%,系統(tǒng)（火用）損失分別降低了44.0%和20.8%。TSERS中（火用）損失最大的三個(gè)部件分別是噴射器2、發(fā)生器和冷凝器,系統(tǒng)中大約44.8%的（火用）損失是可避免的。噴射器2具有最大的可避免（火用）損失和最大的可避免內(nèi)源性（火用）損失,因此優(yōu)化該部件對(duì)改進(jìn)系統(tǒng)性能有很大幫助。系統(tǒng)三個(gè)主要（火用）損部件優(yōu)化順序是噴射器2、冷凝器、發(fā)生器。當(dāng)?shù)蜏卣舭l(fā)器冷量與總制冷量負(fù)荷比Q_(e1)/Q_e從0.2增加到0.8時(shí),系統(tǒng)COP的降低率為25%,（火用）效率變化不大,系統(tǒng)（火用）損失增加了34.92%。TSERS最佳壓縮比在1.3左右。冷凝溫度的變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響最明顯。制冷劑R152a作為制冷劑時(shí)系統(tǒng)性能略優(yōu)于其它工質(zhì)。對(duì)于亞臨界單級(jí)噴射制冷系統(tǒng)混合工質(zhì)的研究,選擇三種不同組分的混合工質(zhì)(R601/R245fa、R245ca/R236ea和R245fa/R236ea)作為制冷流體,結(jié)果表明,隨著較高臨界溫度工作流體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增加,噴射器噴射系數(shù)、系統(tǒng)COP和系統(tǒng)（火用）效率均是先增加再逐漸降低,最佳配比為0.6/0.4;在相同條件下,混合工質(zhì)R601/R245fa表現(xiàn)出比其它兩種混合工質(zhì)更好的性能,當(dāng)R601質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6時(shí),噴射器噴射系數(shù)、系統(tǒng)COP和（火用）效率分別比純工質(zhì)增長(zhǎng)了1.59倍、1.56倍和1.62倍�；旌瞎べ|(zhì)R601/R245fa作為單級(jí)系統(tǒng)的工作流體,當(dāng)發(fā)生器溫度上升15℃時(shí),噴射器噴射系數(shù)、系統(tǒng)COP和（火用）效率分別升高了25.93%、20%和10.57%,混合工質(zhì)的系統(tǒng)性能始終比純工質(zhì)的性能好。亞臨界TSERS混合工質(zhì)的分析表明R601質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6左右時(shí)系統(tǒng)性能是最優(yōu)的,相比于純工質(zhì),系統(tǒng)COP也提高了1倍左右。當(dāng)發(fā)生溫度上升10℃時(shí),噴射器1的噴射系數(shù),噴射器2的噴射系數(shù)和COP分別上升了10.74%、17.26%和16.35%。當(dāng)冷凝溫度上升10℃時(shí),系統(tǒng)COP了62.20%。隨著低溫蒸發(fā)器和高溫蒸發(fā)器溫度的上升,系統(tǒng)COP均是升高的。混合工質(zhì)CO_2/R290作為跨臨界單級(jí)噴射制冷系統(tǒng)的工作流體,研究范圍內(nèi)CO_2占比為60%時(shí)性能最優(yōu)。隨著加熱器壓力的不斷升高,噴射系數(shù)和COP均逐漸升高。加熱器出口溫度的升高會(huì)引起噴射器的噴射系數(shù)的上升,但系統(tǒng)COP呈下降趨勢(shì)。隨著冷凝器溫度的升高,COP和噴射系數(shù)均是下降的,蒸發(fā)器溫度的影響相反。CO_2混合工質(zhì)的性能是遠(yuǎn)高于跨臨界CO_2純工質(zhì)系統(tǒng)的,在最優(yōu)配比下,噴射器噴射系數(shù)、系統(tǒng)COP分別比純工質(zhì)提高了2.36倍、4.45倍,混合制冷劑循環(huán)冷凝器壓力相比于氣體冷卻器可以降低到3.86MPa。對(duì)CO_2混合工質(zhì)用于TSERS的性能進(jìn)行了分析,在CO_2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6的條件下,系統(tǒng)各項(xiàng)性能參數(shù)均隨著加熱器壓力的升高而升高。蒸發(fā)器溫度的升高也有利于性能的優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB657

【參考文獻(xiàn)】

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1 馮聰;;暖通空調(diào)中的節(jié)能減排優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J];建材與裝飾;2015年49期

2 王菲;李丹陽(yáng);周游;;噴射制冷系統(tǒng)工質(zhì)性能綜合比較[J];熱科學(xué)與技術(shù);2015年02期

3 倪淵;趙良舉;劉朝;莫依璃;;非共沸混合工質(zhì)ORC低溫?zé)煔庥酂崂梅治雠c優(yōu)化[J];化工學(xué)報(bào);2013年11期

4 王菲;楊勇;沈勝?gòu)?qiáng);;CO_2跨臨界噴射制冷循環(huán)計(jì)算分析[J];化工學(xué)報(bào);2013年07期

5 王永紅;陶樂(lè)仁;王金鋒;黃理浩;張玲玲;;蒸發(fā)條件對(duì)噴射器性能的影響研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年06期

6 趙巍;張海東;張華;;一種五級(jí)自動(dòng)復(fù)疊制冷系統(tǒng)的初步試驗(yàn)研究[J];制冷學(xué)報(bào);2011年01期

7 畢勝山;陳強(qiáng);吳江濤;劉志剛;;CO_2/二甲醚混合制冷劑跨臨界制冷循環(huán)性能分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年11期

8 彭望明;劉志強(qiáng);徐愛(ài)祥;;兩級(jí)噴射式太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)的壓縮比研究[J];熱科學(xué)與技術(shù);2009年03期

9 李玉娜;劉艷軍;;不同制冷劑在噴射式制冷系統(tǒng)中的性能分析[J];建筑節(jié)能;2009年07期

10 王菲;沈勝?gòu)?qiáng);;新型太陽(yáng)能雙噴射制冷系統(tǒng)的可用能效率分析[J];化工學(xué)報(bào);2009年03期

本文編號(hào)：2742408