Dvojstupňový kompresorový chladiaci cyklus zvyčajne používa dva kompresory, a to nízkotlakový kompresor a vysokotlakový kompresor.
1.1 Proces zvyšovania tlaku chladiaceho plynu z odparovacieho na kondenzačný tlak je rozdelený do 2 stupňov
Prvý stupeň: Najprv sa stlačí na stredný tlak nízkotlakovým kompresorom:
Druhá fáza: plyn pod stredným tlakom sa po medzichladení ďalej stlačí na kondenzačný tlak vysokotlakovým kompresorom a piestový cyklus dokončí chladiaci proces.
Pri dosahovaní nízkych teplôt medzichladič dvojstupňového kompresného chladiaceho cyklu znižuje vstupnú teplotu chladiva vo vysokotlakovom kompresore a tiež znižuje výtlačnú teplotu toho istého kompresora.
Keďže dvojstupňový kompresný chladiaci cyklus rozdeľuje celý chladiaci proces na dva stupne, kompresný pomer každého stupňa bude oveľa nižší ako pri jednostupňovej kompresii, čo znižuje požiadavky na pevnosť zariadenia a výrazne zlepšuje účinnosť chladiaceho cyklu. Dvojstupňový kompresný chladiaci cyklus sa podľa rôznych metód medzichladenia delí na medziľahlý kompletný chladiaci cyklus a medziľahlý neúplný chladiaci cyklus; ak je založený na metóde škrtenia, možno ho rozdeliť na škrtiaci cyklus prvého stupňa a škrtiaci cyklus druhého stupňa.
1.2 Dvojstupňové typy kompresných chladív
Väčšina dvojstupňových kompresných chladiacich systémov používa strednoteplotné a nízkoteplotné chladivá. Experimentálny výskum ukazuje, že R448A a R455a sú z hľadiska energetickej účinnosti dobrou náhradou za R404A. V porovnaní s alternatívami k fluórovaným uhľovodíkom je CO2 ako ekologická pracovná kvapalina potenciálnou náhradou za fluórované uhľovodíkové chladivá a má dobré environmentálne vlastnosti.
Nahradenie R134a za CO2 však zhorší výkon systému, najmä pri vyšších okolitých teplotách, pretože tlak v systéme CO2 je pomerne vysoký a vyžaduje si špeciálne zaobchádzanie s kľúčovými komponentmi, najmä s kompresorom.
1.3 Optimalizačný výskum dvojstupňového kompresného chladenia
V súčasnosti sú výsledky optimalizačného výskumu dvojstupňového kompresného chladiaceho cyklu nasledovné:
(1) Zvýšením počtu radov rúrok v medzichladiči sa môže zníženie počtu radov rúrok vo vzduchovom chladiči zväčšiť plocha výmeny tepla v medzichladiči a zároveň sa zníži prietok vzduchu spôsobený veľkým počtom radov rúrok vo vzduchovom chladiči. Vďaka vyššie uvedeným vylepšeniam sa vstupná teplota medzichladiča môže znížiť približne o 2 °C a zároveň sa zaručí chladiaci účinok vzduchového chladiča.
(2) Udržiavajte konštantnú frekvenciu nízkotlakového kompresora a menite frekvenciu vysokotlakového kompresora, čím meníte pomer objemu dodávaného plynu vysokotlakovým kompresorom. Pri konštantnej teplote odparovania -20 °C je maximálny COP 3,374 a maximálny pomer dodávaného plynu zodpovedajúci COP je 1,819.
(3) Porovnaním niekoľkých bežných transkritických dvojstupňových kompresných chladiacich systémov s CO2 sa dospelo k záveru, že výstupná teplota chladiča plynu a účinnosť nízkotlakového kompresora majú veľký vplyv na cyklus pri danom tlaku, takže ak chcete zlepšiť účinnosť systému, je potrebné znížiť výstupnú teplotu chladiča plynu a zvoliť nízkotlakový kompresor s vysokou prevádzkovou účinnosťou.
Čas uverejnenia: 22. marca 2023