R134a/R744复叠式制冷系统设计研究

摘要

目前，我国冷链设备制造技术的综合水平远低于社会的需求，已经成为制约环保型商用制冷产品产业化的瓶颈问题。在“节能减排”的社会环境下，基于冷链物流产业发展的现状及所面临的问题，提出了一种节能环保、安全可靠的双温双控二氧化碳商用复叠式制冷机组的设计方案。二氧化碳商用复叠式制冷机组以自然工质R744作为低温级制冷剂、R134a作为高温级制冷剂。机组设有高温级蒸发器和低温级蒸发器，能够提供冷冻、冷藏两个不同的温度环境;采用多台压缩机并联的方式，能够更好的适应热负荷的变化及对环境温度的精确控制;配套设计的安保冷源系统在机组意外停机时启动运行，调节低温级循环回路的压力，提高了机组的安全性和可靠性。课题主要工作有:分析冷链物流产业及相关技术的发展状况，论证了新一代节能环保型CO2商用制冷机组开发研究的必要性和紧迫性，并提出了一种CO2商用复叠式制冷系统设计方案。根据技术指标的要求，确定R134a/R744复叠式制冷系统的具体研发方案，并进行系统的设计、零部件选型以及实验方案的制定。建立了R134a/R744复叠式制冷系统理论循环的数学模型。模拟分析了不同的CO2蒸发温度、R134a冷凝温度及冷凝蒸发器传热温差等循环参数变化对制冷系统性能的影响。结果显示:该复叠式制冷系统的性能系数COP随CO2蒸发温度的升高而增大，随R134a冷凝温度的升高及冷凝蒸发器传热温差增大而减小。优化匹配得到CO2冷凝温度为-4℃左右时，COP约为2.04，系统性能最优。综合分析表明:R134a/R744复叠式制冷系统的开发和研究对于冷链物流产业的发展有着重要的意义和广阔的应用前景。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．1．1 冷链设备相关背景、现状

1．1．2 课题研究的意义

1．2 国内外研究及应用现状

1．2．1 冷链中CO2制冷技术的国内外应用现状

1．2．2 CO2制冷技术的国内外研究现状

1．3 本文主要工作内容

第2章 CO2复叠式制冷研究

2．1 CO2作为制冷剂

2．2 CO2制冷循环方式

2．3 CO2复叠式制冷系统研究

2．3．1 系统概况介绍

2．3．2 常见的CO2复叠式制冷系统

2．3．3 对比分析和结论

2．4 本章小结

第3章 R134a／CO2复叠式制冷系统理论循环模拟分析

3．1 R134a／CO2复叠式制冷系统理论循环简述

3．2 R134a／CO2复叠式制冷系统理论循环模型

3．3 理论循环性能的结果分析

3．4 结论

3．5 本章小结

第4章 R134a／R744复叠式制冷系统设计

4．1 R134a／R744复叠式制冷系统设计目的及依据

4．1．1 设计目的

4．1．2 技术指标

4．2 系统设计方案

4．2．1 复叠式系统的组成

4．2．2 R134a／R744复叠式商用制冷机组

4．2．3 R134a／R744复叠式制冷系统的优点

4．3 系统设计及关键零部件选型

4．3．1 高低温级压缩机选型

4．3．2 系统循环设计计算

4．3．3 高温级冷凝器设计

4．3．4 高温级蒸发器设计

4．3．5 低温级CO2蒸发器设计选型

4．3．6 冷凝蒸发器计算选型

4．3．7 复叠式系统关键零部件设计选型

4．3．8 系统设计结果概述

4．4 本章小结

第5章 R134a／R744复叠式制冷系统实验

5．1 机组概述

5．2 机组试验方案制定

5．1．1 实验目的及依据

5．1．2 实验方法及内容

5．1．3 试验设备及主要数据

5．2 实验需要注意的几点问题

5．3 本章小结

第6章 工作总结与展望

6．1 工作总结

6．2 今后工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果