O ciclo de refrixeración con compresor de dúas etapas xeralmente usa dous compresores, concretamente un compresor de baixa presión e un compresor de alta presión.
1.1 O proceso de aumento do gas refrixerante desde a presión de evaporación ata a presión de condensación divídese en 2 etapas
Primeira etapa: Comprimida á presión intermedia polo compresor da etapa de baixa presión primeiro:
A segunda etapa: o gas baixo presión intermedia é comprimido aínda máis ata a presión de condensación polo compresor de alta presión despois dun arrefriamento intermedio, e o ciclo alternativo completa un proceso de refrixeración.
Ao producir baixas temperaturas, o intercooler do ciclo de refrixeración por compresión de dúas etapas reduce a temperatura de entrada do refrixerante no compresor de etapa de alta presión e tamén reduce a temperatura de descarga do mesmo compresor.
Dado que o ciclo de refrixeración por compresión de dúas etapas divide todo o proceso de refrixeración en dúas etapas, a relación de compresión de cada etapa será moito menor que a da compresión dunha soa etapa, o que reduce os requisitos de resistencia do equipo e mellora considerablemente a eficiencia do ciclo de refrixeración. O ciclo de refrixeración por compresión de dúas etapas divídese nun ciclo de arrefriamento completo intermedio e un ciclo de arrefriamento incompleto intermedio segundo os diferentes métodos de arrefriamento intermedio; se se basea no método de estrangulación, pódese dividir nun ciclo de estrangulación de primeira etapa e un ciclo de estrangulación de segunda etapa.
1.2 Tipos de refrixerante de compresión de dúas etapas
A maioría dos sistemas de refrixeración por compresión de dúas etapas escollen refrixerantes de media e baixa temperatura. A investigación experimental demostra que o R448A e o R455a son bos substitutos do R404A en termos de eficiencia enerxética. En comparación coas alternativas aos hidrofluorocarbonos, o CO2, como fluído de traballo respectuoso co medio ambiente, é un posible substituto dos refrixerantes de hidrofluorocarbonos e ten boas características ambientais.
Pero substituír o R134a por CO2 deteriorará o rendemento do sistema, especialmente a temperaturas ambiente máis altas, xa que a presión do sistema de CO2 é bastante alta e require un tratamento especial dos compoñentes clave, especialmente o compresor.
1.3 Investigación de optimización na refrixeración por compresión de dúas etapas
Na actualidade, os resultados da investigación sobre a optimización do sistema de ciclo de refrixeración por compresión de dúas etapas son principalmente os seguintes:
(1) Ao aumentar o número de filas de tubos no intercooler, a redución do número de filas de tubos no arrefriador de aire pode aumentar a área de intercambio de calor do intercooler e reducir o fluxo de aire causado polo gran número de filas de tubos no arrefriador de aire. Voltando á súa entrada, mediante as melloras anteriores, a temperatura de entrada do intercooler pódese reducir en aproximadamente 2 °C e, ao mesmo tempo, pódese garantir o efecto de arrefriamento do arrefriador de aire.
(2) Manteña constante a frecuencia do compresor de baixa presión e cambie a frecuencia do compresor de alta presión, modificando así a relación do volume de subministración de gas do compresor de alta presión. Cando a temperatura de evaporación é constante a -20 °C, o COP máximo é de 3,374 e a relación de subministración de gas máxima correspondente ao COP é de 1,819.
(3) Ao comparar varios sistemas comúns de refrixeración por compresión transcrítico de CO2 de dúas etapas, chégase á conclusión de que a temperatura de saída do arrefriador de gas e a eficiencia do compresor de etapa de baixa presión inflúen moito no ciclo a unha presión determinada, polo que se se quere mellorar a eficiencia do sistema, é necesario reducir a temperatura de saída do arrefriador de gas e seleccionar un compresor de etapa de baixa presión con alta eficiencia operativa.
Data de publicación: 22 de marzo de 2023