Dvoustupňový kompresorový chladicí cyklus obvykle používá dva kompresory, a to nízkotlaký kompresor a vysokotlaký kompresor.
1.1 Proces zvyšování tlaku chladiva z vypařovacího na kondenzační tlak se dělí na 2 fáze
První stupeň: Nejprve stlačeno na střední tlak nízkotlakým kompresorem:
Druhá fáze: plyn pod středním tlakem je po středním ochlazení dále stlačen vysokotlakým kompresorem na kondenzační tlak a pístový cyklus dokončí chladicí proces.
Při vytváření nízkých teplot snižuje mezichladič dvoustupňového kompresního chladicího cyklu vstupní teplotu chladiva do vysokotlakého kompresoru a také snižuje výstupní teplotu téhož kompresoru.
Protože dvoustupňový kompresní chladicí cyklus dělí celý chladicí proces do dvou stupňů, bude kompresní poměr každého stupně mnohem nižší než u jednostupňové komprese, což snižuje požadavky na pevnost zařízení a výrazně zlepšuje účinnost chladicího cyklu. Dvoustupňový kompresní chladicí cyklus se dělí na mezilehlý kompletní chladicí cyklus a mezilehlý neúplný chladicí cyklus podle různých metod mezilehlého chlazení; pokud je založen na metodě škrcení, lze jej rozdělit na první stupeň škrcení a druhý stupeň škrcení.
1.2 Typy chladiv s dvoustupňovou kompresí
Většina dvoustupňových kompresních chladicích systémů volí středně a nízkoteplotní chladiva. Experimentální výzkum ukazuje, že R448A a R455a jsou z hlediska energetické účinnosti dobrou náhradou za R404A. Ve srovnání s alternativami k fluorovaným uhlovodíkům je CO2 jako ekologicky šetrná pracovní kapalina potenciální náhradou za fluorované uhlovodíky a má dobré environmentální vlastnosti.
Nahrazení R134a za CO2 však zhorší výkon systému, zejména při vyšších okolních teplotách. Tlak v systému CO2 je poměrně vysoký a vyžaduje speciální zacházení s klíčovými komponenty, zejména s kompresorem.
1.3 Optimalizační výzkum dvoustupňového kompresního chlazení
V současné době jsou výsledky optimalizačního výzkumu dvoustupňového kompresního chladicího cyklu následující:
(1) Zvýšením počtu řad trubek v mezichladiči lze snížením počtu řad trubek ve vzduchovém chladiči zvětšit plochu výměny tepla mezichladičem a zároveň snížit průtok vzduchu způsobený velkým počtem řad trubek ve vzduchovém chladiči. Zpět k jeho vstupu lze díky výše uvedeným vylepšením snížit vstupní teplotu mezichladiče přibližně o 2 °C a zároveň zaručit chladicí účinek vzduchového chladiče.
(2) Udržujte konstantní frekvenci nízkotlakého kompresoru a měňte frekvenci vysokotlakého kompresoru, čímž měníte poměr objemu dodávaného plynu vysokotlakým kompresorem. Při konstantní teplotě odpařování -20 °C je maximální COP 3,374 a maximální poměr dodávaného plynu odpovídající COP je 1,819.
(3) Porovnáním několika běžných transkritických dvoustupňových kompresních chladicích systémů s CO2 lze konstatovat, že výstupní teplota chladiče plynu a účinnost nízkotlakého kompresoru mají velký vliv na cyklus při daném tlaku, takže pokud chcete zlepšit účinnost systému, je nutné snížit výstupní teplotu chladiče plynu a zvolit nízkotlaký kompresor s vysokou provozní účinností.
Čas zveřejnění: 22. března 2023