Ciclul de refrigerare cu compresor în două etape utilizează, în general, două compresoare, și anume un compresor de joasă presiune și un compresor de înaltă presiune.
1.1 Procesul de creștere a gazului frigorific de la presiunea de evaporare la presiunea de condensare este împărțit în 2 etape
Prima etapă: Comprimată la presiunea intermediară de către compresorul etapei de joasă presiune mai întâi:
A doua etapă: gazul aflat sub presiune intermediară este comprimat în continuare până la presiunea de condensare de către compresorul de înaltă presiune după răcirea intermediară, iar ciclul alternativ finalizează un proces de refrigerare.
La producerea de temperaturi scăzute, intercoolerul ciclului de refrigerare prin compresie în două etape reduce temperatura de intrare a agentului frigorific în compresorul de înaltă presiune și, de asemenea, reduce temperatura de refulare a aceluiași compresor.
Deoarece ciclul de refrigerare prin compresie în două etape împarte întregul proces de refrigerare în două etape, raportul de compresie al fiecărei etape va fi mult mai mic decât cel al compresiei într-o singură etapă, reducând cerințele de rezistență a echipamentului și îmbunătățind considerabil eficiența ciclului de refrigerare. Ciclul de refrigerare prin compresie în două etape este împărțit într-un ciclu intermediar complet de răcire și un ciclu intermediar incomplet de răcire în funcție de diferitele metode de răcire intermediară; dacă se bazează pe metoda de strangulare, acesta poate fi împărțit într-un ciclu de strangulare în prima etapă și un ciclu de strangulare în a doua etapă.
1.2 Tipuri de agenți frigorigeni cu compresie în două etape
Majoritatea sistemelor de refrigerare prin compresie în două etape aleg agenți frigorifici pentru temperaturi medii și joase. Cercetările experimentale arată că R448A și R455a sunt înlocuitori buni pentru R404A din punct de vedere al eficienței energetice. Comparativ cu alternativele la hidrofluorocarburi, CO2, ca fluid de lucru ecologic, este un potențial substitut pentru agenții frigorifici pe bază de hidrofluorocarburi și are caracteristici de mediu bune.
Însă înlocuirea R134a cu CO2 va deteriora performanța sistemului, în special la temperaturi ambientale mai ridicate, presiunea sistemului de CO2 fiind destul de mare și necesitând un tratament special al componentelor cheie, în special al compresorului.
1.3 Cercetare de optimizare a refrigerării prin compresie în două etape
În prezent, rezultatele cercetărilor privind optimizarea sistemului de ciclu de refrigerare prin compresie în două etape sunt în principal următoarele:
(1) Odată cu creșterea numărului de rânduri de tuburi din intercooler, reducerea numărului de rânduri de tuburi din răcitorul de aer poate crește suprafața de schimb de căldură a intercoolerului, reducând în același timp fluxul de aer cauzat de numărul mare de rânduri de tuburi din răcitorul de aer. Revenind la admisia sa, prin îmbunătățirile de mai sus, temperatura de admisie a intercoolerului poate fi redusă cu aproximativ 2°C și, în același timp, se poate garanta efectul de răcire al răcitorului de aer.
(2) Mențineți constantă frecvența compresorului de joasă presiune și modificați frecvența compresorului de înaltă presiune, modificând astfel raportul volumului de gaz debitat de compresorul de înaltă presiune. Când temperatura de evaporare este constantă la -20°C, COP-ul maxim este de 3,374, iar raportul maxim de gaz debitat corespunzător COP-ului este de 1,819.
(3) Prin compararea mai multor sisteme comune de refrigerare cu compresie transcritică cu CO2 în două etape, se concluzionează că temperatura de ieșire a răcitorului de gaz și eficiența compresorului de joasă presiune au o influență mare asupra ciclului la o anumită presiune, așadar, dacă se dorește îmbunătățirea eficienței sistemului, este necesar să se reducă temperatura de ieșire a răcitorului de gaz și să se selecteze un compresor de joasă presiune cu o eficiență de funcționare ridicată.
Data publicării: 22 martie 2023