带经济器并联升压制冷系统的性能研究

摘要

食品安全问题是我国经济发展进程中的一大热点问题。国务院多次颁发相关文件，要求加强食品冷链的建设。超市是冷链环节中重要的一部分，我国超市营业面积以10％以上的年增长率在增长，对超市冷柜的需求也越来越大。与此同时能源消耗量也逐年增加，伴随的环境问题也越来越明显，所以高效而又环保的超市制冷系统是非常有意义的研究方向。
　　常见的超市制冷系统多为单级压缩分体式、复叠式和两级升压式。本文主要研究了适宜CO2工质的并联升压系统，并加入经济器对系统进行优化。首先通过数学建模，模拟了系统的静态运行状态，分析了系统的运行状态和各参数之间变化关系，对系统的重要参数，即高压侧压力，中间压力以及经济器中的参数进行了优化。同时，本文分析了改进后的系统能效和能耗，说明该系统在制冷系统中的优越性。
　　为了进一步分析系统的性能，本文还对系统进行了(炯)分析，从传统(炯)分析了先进(炯)分析两个方面对系统进行了研究。传统(炯)分析在整体上概括了系统的各个环节(炯)损的大小，而先进(炯)分析则在此基础上详细地描述了(炯)损产生的原因以及不同系统部件(炯)损原因的差异。(炯)分析表明了系统的缺陷所在，为系统的优化指明了方向。
　　本文还探究了系统除CO2外，对其余制冷剂的适配性，选择了R134a、R1234yf、NH3、R410A四种不同类型的制冷剂，对系统在不同制冷剂下的性能进行了分析，并进行了传统(炯)分析，阐述了系统在不同制冷剂下的运行特点。
　　研究表明:1.带经济器的CO2升压系统比改进前的并联升压系统COP提高9.6％到16.9％，能耗则降低3.7％左右，其具有一定优越性;2.该CO2系统的最优高压压力的控制与环境温度和经济器换热有效度有关系，高压和中间压力的合理设定会提高系统的COP;3.(炯)分析表明，系统(炯)损最高的部件是高压压缩机，其可避免(炯)损比例也较高，具有很大的改进空间;4.环境温度的改变也会对系统各部件的(炯)损有影响，不同的环境温度下，系统需要优化的方向也不同;5.四种制冷剂都能很好的适配该带经济器升压系统，系统COP均可以大于2，同样(炯)分析表明制冷剂的不同，系统部件的(炯)损比例也会变化。
　　本文研究了带经济器的升压系统，对其参数和性能都有了详细的分析和计算，总结出了很多有意义的结论，为今后系统在实际中的搭建和运行提供了重要的理论依据和指导。

目录

声明

摘要

符号说明

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及研究意义

1．2 超市制冷系统研究现状

1．2．1 超市制冷系统类型

1．2．2 制冷剂的发展现状

1．3 本课题研究的主要内容

第2章 双温制冷系统的理论研究

2．1 系统介绍

2．1．1 二氧化碳制冷剂

2．1．2 并联压缩双温系统

2．1．3 带经济器的并联压缩双温系统

2．2 带经济器并联压缩双温系统建模

2．2．1 气体冷却器

2．2．2 蒸发器

2．2．3 节流装置

2．2．4 压缩机

2．2．5 经济器

2．3 一维模型的计算过程

2．4 本章小结

第3章 系统参数优化和性能分析

3．1．2 系统的参数优化方法

3．2 系统性能分析与参数优化结果

3．2．2 系统在不同工况下的运行状态

3．2．3 气体冷却器压力

3．2．4 经济器分流比

3．2．5 中间节流压力

3．2．6 系统参数优化结果

3．3 两种系统的性能比较

3．3．1 系统COP的对比

3．3．2 系统压缩机功率的分析对比

3．3．3 系统能量交换的分析对比

3．4 本章小结

第4章 系统的(火用)分析

4．2．2 系统的传统(火用)分析方法

4．3 系统的先进(火用)分析

4．3．1 内因性(火用)损和外因性(火用)损

4．3．2 可避免(火用)损和不可避免(火用)损

4．3．3 两种划分方法的结合分析

4．4 系统工况的参数选择

4．5 系统(火用)分析结果

4．5．1 系统传统(火用)分析

4．5．2 先进(火用)分析

4．6 本章小结

第5章 不同制冷剂下的系统性能研究

5．1 系统介绍

5．1．1 制冷剂的介绍

5．1．2 不同制冷剂下的系统工况的设定

5．2 不同制冷剂系统性能分析

5．2．1 系统在不同环境温度下性能分析

5．2．2 系统传统(火用)分析

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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