畢業(yè)論文（設計）混合工質r23r236fa噴射壓縮低溫制冷循環(huán)研究

1、混合工質r23 /r236fa噴射/壓縮低溫制冷循環(huán)研究摘要：提出了一種低品位熱源與動力聯(lián)合驅動的復合式低溫制冷循環(huán)，工作流體采用沸點相差較大的非共 沸混合工質r23/r236fa,以低溫熱源所驅動的噴射器捉供壓縮機出口低沸點組分冷凝所需冷量，節(jié)省了高 品位電能或機械能；r通過回收利用壓縮機排氣余熱提高系統(tǒng)能效比。建立系統(tǒng)及各部件熱力學數(shù)學模型， 在系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件下，分析混合工質組分比例、精館器提純濃度、壓縮機壓比、噴射器壓比、冷凝溫 度對新循壞工作性能的影響。研究表明：新循壞機械性能系數(shù)是傳統(tǒng)自復疊制冷循壞的3倍，即新循壞壓 縮機耗功量為傳統(tǒng)h復疊制冷循環(huán)壓縮機耗功量的l/3o 關鍵詞：

2、噴射/壓縮復合制冷；壓縮比；低品位熱；性能系數(shù)investigation on an ejector-compression hybrid refrigeration cycle using r23 +r236fawang lin hao xinyue tan yingying liang kunfeng bai depoinstitute of refrigeration and air-conditioning technology 471023abstract： a novel system of low temperature refrigeration driven by the c

3、ombination of electric energy and low grade heat energy is proposed in this pape匚 the working fluid is constituted of r23 and r236fa which are non-azeotropic mixtures. this system saves high grade electric energy or mechanical energy by using ejector refrigeration driven by low grade heat energy. th

4、e ejector refrigeration provides cooling capacity of low boiling point components needed for condensation when the mixture arrive the compressor outlet, and this system improves the energy efficiency ratio by recovering exhaust waste energy of compressor. the influence of mixture ratio by r23 and r2

5、36fa? distillation purification of dephlegmator, compression ratio of compressor, compression ratio of ejector, condensation temperature and performance of this system are studied by the model calculation program written in vc+ software when the system is in stable operation. research shows that the

6、 pcrfbrmancc coefficient of this system is about 3 times than conventional cycle, in other words, the consumption in compressor of new cycle is 1/3 than traditional auto-cascade refrigeration cycle.keyword： ejector-compression hybrid refrigeration; compression ratio; low grade heat energy; coefficie

7、nt of performance0引言隨著社會的發(fā)展科技的進步，低溫、超低溫技術己成為多個行業(yè)不可或缺的部分，同 時源于環(huán)境與經濟性要求的提高，人們對能耗的要求也越來越高，新能源的利用、余熱廢熱 的再回收已成為最熱門的研究方向之一。噴射式制冷能充分利月低品位熱能實現(xiàn)制冷，且具 有系統(tǒng)結構簡單、不含運動部件、可靠性高、初投資低等優(yōu)勢，但系統(tǒng)受限條件多，性能系 數(shù)低，仍需改進，且僅噴射式制冷難以獲得較低制冷溫度。近年來諸多學者從系統(tǒng)結構及關 鍵部件改進等多方面進行了理論、模擬及實驗研究。sergio croquer通過熱力計算和流體力基金項目:國家自然科學基金項目(u1304521. u1504

8、525)學模型對比了噴射器性能，shestopalov等在設計與非設計工況下進行噴射使制冷實驗分 析，chen s等進行了可移動噴嘴噴射器實驗研究。實現(xiàn)低溫制冷的方法有很多，目前常用的有蒸汽壓縮制冷、復疊式制冷、多級壓縮制冷 等，其中自然復疊制冷循環(huán)以其結構簡單、對靠性高、適應性強等特點得到了廣泛應用，但 其完全是市高品位電能或機械能驅動以獲取較低溫度，而且制冷效率比較低i】。機械壓縮 制冷可實現(xiàn)低溫，噴射制冷能充分利用低品位熱能，將噴射、壓縮制冷聯(lián)合于一個系統(tǒng)，通 過噴射器回收機械壓縮制冷的節(jié)流損失，也可通過噴射制冷制取冷量來降低機械壓縮制冷的 冷凝溫度，或者由低品位熱驅動的噴射器提高壓縮機

9、吸入口工質的壓力等，這樣噴射/壓縮 復合制冷系統(tǒng)不但可以實現(xiàn)低溫制冷，而且能夠提高系統(tǒng)性能，達到節(jié)約能耗、提高能源利 用率的目的?；诖擞^點，本文提岀一種低品位熱源與動力聯(lián)合驅動的噴射/壓縮復合式制 冷循環(huán)（ejector-compression hybrid refrigeration cycle-echr）,工作流體采用沸點相差較 大的非共沸混合工質r23/r236fa,建立系統(tǒng)及部件熱力學模型，分析系統(tǒng)性能，并與傳統(tǒng) 口 復疊制冷循環(huán)（conventional auto-cascade refrigeration cycle-carc）對比。1循環(huán)工作原理如圖1所示，低品位熱與動力驅動的

10、噴射/壓縮復合制冷循環(huán)。在制冷溫度60°c溫區(qū), 混合工質r170/r600和r23/r236fa均使自行復疊制冷循壞達到良好循壞性能。自然工質r23 和r236fa均具有較好熱物理性能，它們的gwp值很低（小于20）,都是環(huán)保工質，r23標 準沸點為-82.tc, r236fa標準沸點為1.4°c,兩者標準沸點z差80.7°c滿足自行復柱制冷循 環(huán)對組分沸點差較大要求；同時，組分r236fa具有低壓、高比潛熱、飽和蒸汽等爛膨脹過 程處于干蒸汽區(qū)等優(yōu)良的熱物理性質，與r600a、r290、r134a等制冷工質相比，低壓條件 f r236fa在噴射制冷循壞中也能獲得

11、更高cop,因此，r236fa是較適合于噴射制冷的理想 自然工質。因此，選擇r23和r236fa所組成混合工質為該循環(huán)的工質。其工作原理如下: 在氣液分離器1屮氣液兩相混合工質經閃蒸分離作用實現(xiàn)氣相和液相分離，氣相部分為富含 r23組分和少量r236fa組分，液相部分為富含r236fa組分和少量r23組分，其中氣態(tài)制冷 劑經汽液分離器1內分凝器9冷凝作用使得氣相中組分r23含量進一步增加并達到較高純 度，從汽液分離器1頂部流出的制冷劑蒸汽經壓縮機2被壓縮成系統(tǒng)中最高壓力的制冷劑蒸 汽，壓縮機2出口制冷劑蒸汽流入第一回熱器3預冷后進入冷凝蒸發(fā)器4被冷凝成液體，再 經第二回熱器5過冷后流入節(jié)流閥6

12、節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器7吸熱蒸發(fā)而實現(xiàn)低溫制冷，蒸 發(fā)器7出口的低溫低壓制冷劑蒸汽進入第二回熱器5與高壓側制冷劑換熱；從氣液分離器6 釜底流出的液態(tài)混合工質（富含r236fa組分）分為兩路，一路則先經節(jié)流閥8節(jié)流降壓變 成較低溫度的混合工質，再與來自第二冋熱器5的低溫低壓制冷劑蒸汽匯合而成為低溫低壓 的汽液兩相混合工質（含r23和r236fa組分），z后流入冷凝蒸發(fā)器4蒸發(fā)并吸收來自第 一回熱器3的最高壓力氣態(tài)制冷劑所釋放冷凝熱，從冷凝蒸發(fā)器4所流出的汽液兩相混合工 質流入分凝器9與汽液分離器1內氣相混合工質換熱并吸收氣相所含高沸點組分r236fa冷 凝所釋放冷凝熱，從分凝器9所流出的氣態(tài)混合工

13、質（含r23和r236fa組分）經笫一回熱 器3冋收壓縮機2排出制冷劑所含有的部分余熱再被引射進入噴射器12,另一路液態(tài)混合 工質（富含r236fa組分）經工質泵10升壓后進入第三回熱器11與噴射器12出口的氣態(tài)混 合工質（含r23和r236fa組分）換熱，然后流入發(fā)生器13被熱源加熱汽化為高壓過熱蒸 汽（富含r236fa組分）以作為噴射器12的工作流體引射來自第一回熱器3的低壓制冷劑蒸 汽（含r23和r236fa組分混合工質）,低壓制冷劑蒸汽（含r23和r236fa組分混合工質） 經噴射器12混合增壓作用，噴射器12出口的較高壓力的混合工質先經第三冋熱器11被冷 卻、再流入冷凝器14向外界環(huán)

14、境放熱，在冷凝器14中混合工質部分被冷凝而成為氣液兩相 混合制冷劑，然后進入氣液分離器1,至此完成一個循環(huán)過程。2數(shù)學物理模型2.1噴射器模型釆用keenan等提出的一維穩(wěn)壓混合理論模型跨】計算噴射器性能。噴射器模型假定如下:（1）噴射器內流動是一-維穩(wěn)態(tài)的；（2）噴射器內壓縮和膨脹過程是等爛過程，根據(jù)噴嘴、混合段、擴壓器的絕熱效率確定摩 擦損失；（3）噴射器內混合段混合過程為定壓過程，并且遵守能量守恒、動量守恒定律，其內壁是 絕熱的，沒有熱量損失；（4）在噴嘴處部分忽略工作流體入口速度，在混合段忽略引射流體入口速度，在擴壓段忽 略混合流體在噴射器出口的速度?；谝陨霞俣?，將質量、能量、動量守

15、恒方程應用于噴射器，得到引射系數(shù)“?！?=j久幾幾（力19 一力詠,j/（力18" -力際）1式中：一噴射器的引射系數(shù)；久一噴嘴效率；77m混合效率；久一擴壓效率；力19一19點工作流體的焙值，kj/kg； h&林一噴射器工作蒸汽經噴嘴等爛膨脹后狀態(tài)點焙值，kj/kg； h】8ds噴射器小混合段處混合蒸汽焙值，kj/kg； h叫一噴射器中混合蒸汽等嫡壓縮至擴 壓段出口處狀態(tài)點焙值，kj/kgo2.2系統(tǒng)模型基于能量守恒和質量守恒的原理建立系統(tǒng)各部件的數(shù)學模型，并提出以下的假設：壓 縮機為絕熱不等爛壓縮過程，壓縮過程的絕熱效率為85%；蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度為制冷劑 流入蒸發(fā)器的溫度

16、，冷凝器的冷凝溫度為制冷劑流出冷凝器的溫度；工質的冷凝過程及其 在高壓側管路流動壓力損失忽略不計，在蒸發(fā)器進出丨1壓力損失為0；氣液分離器釜底出 口液體為飽和液體，氣液分離器頂部出口氣體為飽和蒸汽;蒸發(fā)器出口的制冷劑為飽和蒸汽； 蒸發(fā)冷凝器冷凝側出口為飽和液。各熱交換器及管路與外界無熱量交換；節(jié)流過程為等 焙過程；冷凝器、蒸發(fā)器、回熱器、蒸發(fā)冷凝器、分凝器均為逆流換熱器；蒸發(fā)冷凝器 的換熱溫差不小于5°c,且換熱效率為1。1）壓縮機理論耗功：後如=q叭x-力3）壓縮機實際耗功：_ 如3 x（a1 -力3）n com. a"comj x icom.e式中,r|com,i為不等

17、爛效率，hcom,i=0.85; hcom,c為壓縮機電效率,%om,i=0.95。2）第一回熱器換熱量：01 = qiig x （力1 一 力 12）= %8 x （力 10 力9）3）冷凝蒸發(fā)器換熱量：qce =如3 x （力 12 力 13）=妙6 x （力71 一 力6）第二回熱器換熱量：qh2 = qn）3 x （力 13 一力 14）=如3 x （力 17 一 力 16）4）蒸發(fā)器換熱量：qe =如 3 x （力6 - 力 j5）精餛器的換熱量：qd = % x （力9 -力8）6）發(fā)生器換熱量：qg =加42 x （力 19 一 力20）7）第三回熱器換熱量：03 = q叫 x

18、（力 18 - 力2）8）冷凝器換熱量：qc = qm、x （力2 - 力1）（10）9）精飾器能量守恒：q叭 x 力+ qin$ x % = q/n. x h? + qm、x 力+ qm3 x a9（11）氣液分離器質量守恒：qmx = qm? + qma（12）10）泵的耗功量0ip=65%）：（13）q% x（力21 力 i）%11）系統(tǒng)制冷系數(shù)：cop“qe"d - q叫 x(力12 - hq診qg-(其中，h各個狀態(tài)點的焰值，j/moh q-各部件的換熱量，w； qm-混合制冷劑流量，mol/s； wcom.a-壓縮機實際耗功量,w； corh系統(tǒng)機械性能系數(shù)；copme一

19、系統(tǒng)熱力學性能系數(shù)； qo制冷量，w； wp泵實際耗功量，wo3結果與討論基于上述熱力學數(shù)學模型，采用vc+軟件編寫相關系統(tǒng)模型的計算程序，并調用nist refprop 7.0數(shù)據(jù)庫內r23和r236fa所組成混合工質的熱物理性質，進行該熱力循環(huán)系統(tǒng)的 特性計算，分析了混合工質配比、環(huán)境溫度、噴射器壓比、壓縮壓比、精懈器提純濃度等對 噴射器及系統(tǒng)循環(huán)性能的影響，并計算分析了普通自復柱系統(tǒng)在制取相同低溫時的性能參數(shù), 與壓縮/噴射制冷循環(huán)新型自復疊形成對比。3混合工質中r23濃度配比的影響新循環(huán)(echr)冷凝溫度為2pc,冷凝壓力為450kpa,流經冷凝器的混合制冷劑質量流 量為1 mol/

20、s,蒸發(fā)壓力為220kpa,壓縮機壓比為3.0,系統(tǒng)噴射器壓比為2.05,工作流體過 熱度為5°c,氣液分離器出口 r23提純濃度為60%,分析混合工質屮r23的組分配比在 0.067.15范圍內改變時對系統(tǒng)機械性能系數(shù)copth、熱力學性能系數(shù)copme、發(fā)生器發(fā)生 溫度tg及引射系數(shù)卩的影響。對比常規(guī)自復疊系統(tǒng)(carc)在相同冷凝溫度和制冷溫度 (47.7°c)時性能系數(shù)，其中冷凝壓力1200kpa,蒸發(fā)壓力200kpa,壓縮機壓比為5.46, 精憾器提純濃度為56.6%,混合工質中r23的配比范圍為0.280.36。圖2是echr與carc機械制冷系數(shù)copth的變

21、化規(guī)律，隨著r23工質配比的增加，echr 的機械性能系數(shù)先增加后減小。在系統(tǒng)設定條件下，隨r23工質配比增加，通過壓縮機的流 量增加，制冷量及壓縮機功耗皆增加，且通過噴射制冷循環(huán)泵的流量增加，循環(huán)泵功耗增加， 在r23工質配比較小時，制冷量增加更顯著，系統(tǒng)機械性能系數(shù)先增大后減小，最大值約為 4.15。carc中r23工質配比影響氣液分離器出口工質流量，隨其低沸點組分的增加氣相工 質流暈增加，而工質配比卻不影響壓縮機的耗功，因而會導致常規(guī)自復蔭系統(tǒng)的機械copth 隨r23工質配比的增加而增加，其最大值為1.76。echr的機械制冷系數(shù)約為與carc2.36倍。圖2 copth隨工質配比的變

22、化圖圖3是echr熱力性能系數(shù)copme隨r23工質配比變化圖，copme隨r23工質配比的增加 而增大。r23工質配比增加，氣液分離器氣相出口工質流量增加，在滿足精憎器溫差的條件 下，冷凝蒸發(fā)器換熱雖增大，而流經發(fā)生器的工質流量減小，發(fā)生器負荷減小，故copme 隨r23工質配比的增加而增大。當系統(tǒng)噴射器工作流體過熱度為5°c時，r23所達最大配比為 0.15,此時copme約為0.07。圖3 copme隨工質配比的變化圖圖4是echr發(fā)生溫度及引射系數(shù)隨r23工質配比的變化圖，隨工質配比的增加，tg和卩 皆增加。噴射器引射流體流量隨r23工質配比的增加而增加，為保證噴射器正常引射

23、，發(fā)生 器所需提供的能量亦增加，即引射系數(shù)增大。在低品位熱源可利用的條件下可適當提高r23 的工質配比，以增加系統(tǒng)低品位熱能的利用。12() 10.450.060.070.080.09 ().1 0.11020.130.14050.16圖4發(fā)生溫度及引射系數(shù)隨工質配比的變化圖3.2精憎器提純濃度的影響echr冷凝溫度為21 °c,冷凝壓力為450kpa,蒸發(fā)壓力為220kpa,壓縮機壓比為3.0,系 統(tǒng)噴射器壓比為2.05,工作流體過熱度為5°c,混合工質中r23的最初配比為0.12,氣液分離 器出口r23提純度變化范圍為58%64%。carc冷凝壓力為1200kpa,蒸發(fā)

24、壓力為200kpa, 壓縮機壓比為5.45,混合工質中r23的戢初配比為0.295,氣液分離器出口r23的提純度變化 范圍為58%64%。調節(jié)系統(tǒng)最低溫度點的溫度相同，對比兩個系統(tǒng)的copth和分析echr系 統(tǒng)的熱力學性能系數(shù)copme等變化。圖5是性能系數(shù)隨精僧器提純濃度的變化圖。隨著提純濃度的增加，系統(tǒng)copth呈現(xiàn)下 降趨勢。通過壓縮機的制冷劑流量隨提純濃度增加而減少，系統(tǒng)通過蒸發(fā)器所獲取的制冷量 減少，雖然圧縮機耗功量會減少一些但相對于制冷量的減少量而言，其變化暈較小，即copth 整體呈現(xiàn)下降趨勢。計算表明，新系統(tǒng)copth最大值為4.16較carc系統(tǒng)copth大3倍，故新 系統(tǒng)

25、具有相當?shù)目捎^性。熱力學性能系數(shù)copme隨提純濃度的增加而增大。氣液分離器底 部液態(tài)流量隨提純濃度的增加而增加，在保證第一回熱器及氣液分離器的挾點溫差在35°c 范圍時，冷凝蒸發(fā)器熱交換量增大，而提純濃度對發(fā)生器影響較小，根據(jù)公式（18） , copme 隨提純濃度的增加而增大。在一定范圍內的選擇合適提純濃度對系統(tǒng)性能影響較大，當提純 濃度過高時有可能會導致精餡器不能實現(xiàn)精館工作，對系統(tǒng)影響較大。圖5 copth &copmc隨精鐳器提純濃度的變化關系圖6是echr系統(tǒng)最低溫度隨精飾器提純濃度的變化圖。隨精錨器提純濃度增加，氣液 分離器氣態(tài)出口處流量減少，當制冷量不變吋，系

26、統(tǒng)最低溫度降低，但是受限于精徭溫度差， 系統(tǒng)不能獲取非常低制冷溫度（目前最低溫度約為-60°c） o圖6系統(tǒng)最低溫度隨精徭器提純濃度的變化圖3.3壓縮機壓縮比ybl的影響echr冷凝溫度為21 °c,冷凝壓力為450kpa，蒸發(fā)壓力為220kpa,混合工質中r23的最 初配比為0.12,氣液分離器出口r23提純濃度為60%,系統(tǒng)噴射器壓比為2.05,工作流體過熱 度為5°c,壓縮機壓比ybl調節(jié)范圍為2.93.3。carc冷凝溫度為21°c,冷凝壓力范圍為 11661254kpa,蒸發(fā)壓力為200kpa,混合工質中r23的最初配比為0.29,氣液分離器出

27、口r23 的提純濃度為56.6%,丿玉縮機壓比調節(jié)范圍為5.35.7。在系統(tǒng)最低溫度相同時，對比兩個系 統(tǒng)的機械性能系數(shù)copth,分析新型自復疊系統(tǒng)的熱力學性能系數(shù)copme及引射系數(shù)、系統(tǒng) 最低點溫度等的變化。圖7是copth隨壓縮機壓比的變化圖，系統(tǒng)機械性能系數(shù)copth隨壓縮機壓比的增大而降 低。壓縮機壓比增加，壓縮機耗功量亦增加，但壓縮機壓比的增加對制冷暈的影響卻不明顯， 故系統(tǒng)copth減少，即在系統(tǒng)穩(wěn)定運行時應盡量釆用比較小的壓縮機壓比以提高系統(tǒng)性能, 當壓縮機壓比為2.9時系統(tǒng)copth為4.08。在carc與echr系統(tǒng)具有相同的制冷溫度時，隨 著壓比的增加copth呈下降趨

28、勢，壓縮機壓比增加，系統(tǒng)高品位能耗增加，但制冷量幾乎不 變，由公式（17）分析知copth減少。普通循壞完全依靠壓縮機驅動，受壓縮機壓比的影響 更大，且echr系統(tǒng)copth兒乎是carc系統(tǒng)的四倍。echr熱力學性能系數(shù)copme隨壓縮機 壓比的增大而減小。當ybl增加時發(fā)生溫度兒乎不變，即泵的耗功量兒乎不變，但壓縮機出 口工質的能量消耗在第一回熱器較多，通過冷凝蒸發(fā)器的能量交換量減少，根據(jù)能量守恒定律分析知由噴射器塊兒為系統(tǒng)提供的制冷量減少，系統(tǒng)熱力學性能系數(shù)copme呈減少趨勢。- 0.0743 -2 -1 -0 -0.06-0.05copth- 0.04echr 0.03-0.02-

29、0.012.83.23.644.44.85.25.6圖7 copth隨壓縮機壓比的變化關系圖8是系統(tǒng)最低溫度和引射系數(shù)隨壓縮機壓比的變化關系圖，系統(tǒng)最低溫度隨壓縮機壓 比增大而升高，引射系數(shù)隨壓縮機壓比的增加而減小。丿玉縮機丿玉比是影響系統(tǒng)蒸發(fā)溫度的重 要因素，壓縮機壓比增大，壓縮機耗功增加，壓縮機11! 口狀態(tài)焙值增加，在經過冷凝蒸發(fā)器 和冋熱器相應的換熱之后，致使蒸發(fā)器入口溫度增加即系統(tǒng)最低蒸發(fā)溫度溫度有所上升。當 壓縮機壓比增加時，為滿足精餡溫度的耍求，減少f41分支的流量，以確保系統(tǒng)處于此條件 下的最佳工況點，故系統(tǒng)引射流體流量減少工作流體流量增加，引射系數(shù)降低，即增人壓縮 機壓比對噴

30、射器工作，系統(tǒng)熱力學性能系數(shù)減小，與圖8對應。0.290.289 -0.2880.287 -0.286 -0.2850.284 -0.283 -0.282 - 0.281 -0.280.279二礬豔滋度/c-46.4-46.6-46.8 -47 -47.2-47.4-47.6-47.8 -48-48.2-48.42.82.9333.23.33.4圖8引射系數(shù)系統(tǒng)&最低溫度隨壓縮機壓比的變化圖3.4噴射器壓比yb2的影響echr冷凝溫度為23°c,蒸發(fā)壓力為220kpa,混合工質屮r23的最初配比為0.12,噴射 器工作流體過熱度為5°c,氣液分離器出口r23提純度為

31、60%,壓縮機壓比為3.0。調節(jié)系統(tǒng) 冷凝壓力440528kpa變化以實現(xiàn)噴射器壓比變化范圍為1.9-2.3,分析echr系統(tǒng)的copth和 copmew及引射系數(shù)卩、發(fā)生溫度"9等相關變化趨勢。0.0740.063.90.05380.0437 -0.0336 -0.02350.01342copth- echr02.22.32.42.5圖9 copth &c0pme隨噴射器壓比yb2的變化關系圖9是機械性能系數(shù)copth和熱力學性能系數(shù)copmc隨噴射器壓比yb2的變化關系，分析 知copth和copme皆隨噴射器壓比yb2增加而降低。當冷凝壓力升高吋，壓縮機進出口氣體 焙差

32、隨冷凝壓力升高而增大，若流經壓縮機的流量不變，壓縮機耗能增加，因蒸發(fā)壓力不變 制冷量也恒定，由公式（17）知echr的copth逐漸降低；若壓縮機功恒定時，進入壓縮機 的制冷劑流量降低，那么流經蒸發(fā)器的制冷劑流量降低，則制冷量降低，系統(tǒng)copth趨于下 降。冷凝壓力升高且溫度不變時，冷凝器出口氣相'pr23i質配比明顯增大，在提純濃度相 同的條件下氣液分離器氣態(tài)出口流量相應降低，為滿足精憎溫度及回熱器挾點溫差的要求, 經過笫一膨脹閥的工質流量減少，流經發(fā)生器部分的工質流量增加，故發(fā)牛器能量消耗增加; 另外，冷凝壓力增大時混合工質總能量升高，最低制冷溫度上升，第二回熱器換熱量增大, 冷凝

33、蒸發(fā)器負荷減小，copme隨噴射器壓比的增加而減小。圖10是發(fā)生溫度和引射系數(shù)卩隨噴射器壓比yb2的變化關系，發(fā)生溫度和引射系數(shù)p皆隨 噴射器壓比增加而降低。當冷凝壓力的升高時，系統(tǒng)在達到相同的精憎濃度時所需提純的能 量減少，故經第一膨脹閥進入精傳器提純部分工質流量減少，此流體與氣液分離器氣態(tài)出口 工質混合作為噴射器工作的引射流體，同時流經發(fā)生器部分的流量增加，故其引射系數(shù)減小, 對應發(fā)生器的發(fā)生溫度及發(fā)生壓力降低。圖10發(fā)生溫度&引射系數(shù)卩隨噴射器壓比yb2的變化關系3.5冷凝溫度的影響echr冷凝壓力為450kpa,蒸發(fā)壓力為220kpa,混合工質中r23的最初配比為0.12,氣

34、液分離器出口r23提純濃度為60%,壓縮機壓比為3.0,系統(tǒng)噴射器壓比為2.05,系統(tǒng)冷凝溫 度調節(jié)范圍為1926°c。carc冷凝壓力為1200kpa,蒸發(fā)壓力為200kpa,混合工質屮r23的 最初配比為0.3,氣液分離器出口r23的提純濃度為55%,圧縮機壓比為6.0,冷凝溫度調節(jié)范 圍為20-26°c,在系統(tǒng)最低溫度相同時，對比兩個系統(tǒng)的機械性能系數(shù)copth,分析echr的copme及引射系數(shù)、系統(tǒng)最低點溫度等的變化。4.543.532.521.510.5018192021222324252627copth-echrcopth-carc0.080.070.060.

35、050.040.030.020.01圖11 copth & copme隨冷凝器出口溫度的變化關系圖11是copth和copme隨冷凝器出口溫度的變化關系，分析知echr的copth隨冷凝溫 度增加而降低，copme隨冷凝溫度增加而升高。冷凝溫度增加，氣液分離器氣態(tài)出口流量 增加，壓縮機壓比不變時壓縮機能耗增加，由公式（17）知copth降低。carc的copth是 隨冷凝溫度的增加而增加的，壓縮機吸氣口溫度隨冷凝溫度的增加而增加，恰有利于壓縮機 工作，減少壓縮機耗功，且此時系統(tǒng)的制冷量并不發(fā)生變化，故carc的copth增加。氣液 分離器氣態(tài)出口流量增加，液態(tài)出口流量減少，冷凝蒸發(fā)器換

36、熱量增大，即由噴射制冷提供 的冷負荷增加，且流經發(fā)生器的流體流量減小，發(fā)生器換熱量減小，由公式（18）知copme 隨冷凝溫度增加而升高。圖12是發(fā)生溫度和引射系數(shù)卩隨冷凝器出口溫度的變化關系，當冷凝器出口溫度增加時 發(fā)生溫度和引射系數(shù)皆增加。冷凝溫度增加會導致精館器出口溫度增加，為了滿足精飾器溫 度的要求必然要增加氣液分離器底部低溫流體流入精館器的流量，即流經第-膨脹閥的流體 流量增加，與此同時流經發(fā)生器部分的流體流量減少，而流出精餛器的工質又是作為噴射器 的引射流體，流經發(fā)生器的流體作為工作流體，因而噴射器的引射系數(shù)增加.引射系數(shù)增加， 發(fā)生器的發(fā)生溫度增加以實現(xiàn)噴射器止常引射，但引射系數(shù)

37、需在噴射器的可工作范韋iz內。1201101009080706050tg/°c（5°c過熱）引射系數(shù)p181920212223242526270.5-0.450.4-0.350.30.250.2()50.1圖12發(fā)生溫度&引射系數(shù)卩隨冷凝器出口溫度的變化關系4結論為減少低溫制冷系統(tǒng)高品位能耗，本文提出混合工質r23 /r236fa噴射/壓縮復合制冷循 環(huán)，系統(tǒng)有效利用了生活中的余、廢熱等低品位熱能，以低溫熱源所驅動的噴射器提供壓縮 機出口低沸點組分冷凝所需冷量、提升壓縮機吸氣壓力即降低壓縮機壓縮比，從而節(jié)省高品 位電能或機械能，實現(xiàn)綠色節(jié)能低溫制冷的效果，通過計算分

38、析得出以下幾個重要結論：(1) 工質配比是系統(tǒng)重要影響因素z,增大低沸點組分配比可提高系統(tǒng)制冷量及熱 力學性能系數(shù)，但系統(tǒng)高品位能耗隨之升高，選擇恰當?shù)墓べ|配比時，echr機械性能系數(shù) 是carc的2.4倍；(2) 精憎提純濃度增加，即氣液分離器頂部流出的低沸點組分純度增加，有助于使echr 獲得更低制冷溫度，且系統(tǒng)引射系數(shù)和熱力學性能系數(shù)增加，但機械性能系數(shù)呈下降趨勢, 隨壓縮機壓縮比增加，熱力學性能系數(shù)減少；再在相同條件下，echr所獲得機械性能系數(shù) copth較傳統(tǒng)自復疊制冷循環(huán)所獲得copth增大2倍，故新循環(huán)壓縮機耗功量為傳統(tǒng)白復 疊制冷循環(huán)壓縮機耗功量的1/3；(3) 隨著冷凝器出口溫度升高，echr制冷量增大，但壓縮機耗功增大，系統(tǒng)機械性能 系數(shù)降低，而熱力學性能系數(shù)增加，由噴射制冷提供的制冷量增大。參考文獻1 sergio croquer, sebastien poncct, nicolas galanis. comparison of ejector pr