研究了一種太陽能噴射/壓縮復(fù)合制冷循環(huán),由太陽能集熱子系統(tǒng)、噴射制冷子系統(tǒng)及壓縮制冷子系統(tǒng)組成,系統(tǒng)充分利用熱電兩種能源以及兩種制冷方法各自的優(yōu)點(diǎn),優(yōu)化噴射制冷子系統(tǒng)工作性能的同時(shí),改善壓縮式子系統(tǒng)的工作條件,從而提高復(fù)合制冷循環(huán)性能的同時(shí)節(jié)約高品位電能。采用性能較好的高蒸發(fā)溫度式噴射制冷帶走壓縮機(jī)排氣余熱具有實(shí)際意義。通過數(shù)值模擬的手段分析系統(tǒng)性能及其主要影響因素,并優(yōu)化工作條件。研究表明,與相同工作條件下的單壓縮制冷循環(huán)相比,復(fù)合制冷循環(huán)工作日全天候運(yùn)行時(shí)電力性能系數(shù)提升約為31.5%,節(jié)電優(yōu)勢(shì)顯著。存在一個(gè)最佳的噴射子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度使得復(fù)合制冷循環(huán)性能系數(shù)達(dá)到運(yùn)行工況的最大值。 

【文章來源】：熱科學(xué)與技術(shù). 2020,19(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

浙江省杭州市典型年6月25日氣象數(shù)據(jù)

中間換熱器作為噴射制冷子系統(tǒng)與壓縮制冷子系統(tǒng)復(fù)合的部件,一側(cè)作為噴射制冷子系統(tǒng)的蒸發(fā)器,另一側(cè)作為壓縮子系統(tǒng)的冷凝器,其換熱溫度及換熱效果影響各系統(tǒng)性能。在噴射制冷循環(huán)中,當(dāng)發(fā)生溫度與冷凝溫度恒定的條件下,較高的蒸發(fā)溫度有助于提高噴射制冷系統(tǒng)性能[14,17],較高的蒸發(fā)溫度有利于降低噴射器的壓縮比及減小流體混合時(shí)的速度梯度,以提高噴射器及噴射制冷系統(tǒng)的工作效率;在壓縮制冷子系統(tǒng)中,較低的冷凝溫度有利于改善壓縮機(jī)工作條件,提高系統(tǒng)性能,如圖3所示。與傳統(tǒng)單壓縮制冷系統(tǒng)(VCRC)具有相同蒸發(fā)溫度(tev,VCRC=5 ℃)的條件下,當(dāng)冷凝溫度從45降低至30 ℃時(shí),壓縮式子系統(tǒng)性能系數(shù)從3.700 提高到6.600,因此,中間換熱器的工作工況直接影響各子系統(tǒng)及復(fù)合式制冷系統(tǒng)性能,極具優(yōu)化分析研究意義。

依據(jù)表1設(shè)計(jì)計(jì)算條件,冷凝器1與2的冷凝溫度為35 ℃,中間換熱器噴射制冷子系統(tǒng)側(cè)溫度的改變直接影響壓縮制冷子系統(tǒng)側(cè)壓縮機(jī)2工作條件,進(jìn)而影響兩個(gè)子系統(tǒng)的性能及復(fù)合式系統(tǒng)性能,復(fù)合式制冷系統(tǒng)性能隨噴射制冷子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度的變化趨勢(shì)如圖4所示。系統(tǒng)性能系數(shù)隨噴射子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度的增加呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),且系統(tǒng)性能隨噴射制冷子系統(tǒng)發(fā)生溫度的增大而增大,在設(shè)計(jì)工況下,系統(tǒng)性能系數(shù)于噴射制冷側(cè)蒸發(fā)溫度為25 ℃、發(fā)生溫度為100 ℃時(shí)候達(dá)到最大值8.200,與單級(jí)壓縮制冷相同工作工況下COP為5.370相比,性能提升率高達(dá) 52.7%。當(dāng)噴射子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度在5～25 ℃溫區(qū)內(nèi)增加時(shí),壓縮機(jī)功耗因壓縮子系統(tǒng)冷凝溫度增大而增大,但在較低溫度時(shí),實(shí)際增加量不明顯,而相應(yīng)工況下,引射系數(shù)隨噴射制冷蒸發(fā)溫度的增加而明顯提升,噴射器工作流體流量降低,在發(fā)生壓力不變的條件下,噴射子系統(tǒng)制冷劑循環(huán)泵的功耗量因蒸發(fā)溫度的增加而迅速減小,根據(jù)式(21)得知,此溫區(qū)內(nèi)復(fù)合式制冷系統(tǒng)性能系數(shù)隨著噴射制冷子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度的增加而升高。當(dāng)噴射子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度在高于25 ℃的溫區(qū)內(nèi)增加時(shí),系統(tǒng)循環(huán)泵功耗減少量遠(yuǎn)不及壓縮機(jī)功耗增加量,故此溫區(qū)內(nèi)復(fù)合式制冷系統(tǒng)性能系數(shù)隨著噴射制冷子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度的增加而降低。隨著發(fā)生溫度的增加,系統(tǒng)循環(huán)泵功耗量增加,根據(jù)式(21)得知,低發(fā)生溫度有助于提高復(fù)合式制冷系統(tǒng)系統(tǒng)性能系數(shù)。對(duì)于噴射制冷子系統(tǒng),噴射器工作性能隨著其引射流體、工作流體及混合流體狀態(tài)參數(shù)的變化而變化,當(dāng)發(fā)生溫度和冷凝溫度恒定時(shí),增大引射流體溫度及壓力,一方面有助于減小流體混合時(shí)的速度梯度,以減小噴射器內(nèi)部不可逆損失,另一方面也增大了混合流體總能,提高臨界背壓;噴射制冷子系統(tǒng)蒸發(fā)溫度增大意味著壓縮制冷子系統(tǒng)的冷凝溫度增大,同時(shí),系統(tǒng)泵功耗量隨發(fā)生溫度的增大而增加,故存在一個(gè)最佳中間溫度以使得復(fù)合式系統(tǒng)達(dá)到最大工作性能,研究得知,此復(fù)合式制冷系統(tǒng)的最佳噴射制冷蒸發(fā)溫度為25～27 ℃。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3306442