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《华北电力大学》 2011年
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CO_2跨临界制冷循环的实验研究与性能优化

刘迎福  
【摘要】:自然工质CO_2的应用对减少温室效应和臭氧层破坏具有重要意义,因此CO_2跨临界循环作为一项可行的工质替代技术,得到了国内外的广泛关注。本文以自然工质CO_2为研究对象,对CO_2跨临界制冷循环进行实验研究和理论优化分析,为CO_2跨临界循环系统的开发应用提供基础资料。 自然工质CO_2在环保、理化等方面的综合评价较传统HCFCs和HFCs类工质有明显优势。单级蒸气压缩式CO_2跨临界制冷循环的理论分析表明:蒸发温度、气体冷却器出口温度和高压压力对循环性能的影响较大。本文进行的高压压力调节特性以及外部热源条件对系统循环性能影响的实验结果表明:存在最优高压压力使系统COP达到最大值;蒸发温度、气体冷却器出口温度对系统COP影响较大;气体冷却器出口温度升高导致最优压力快速增加,而蒸发温度对最优压力影响不明显;冷却水温度、冷冻水流量和温度对系统性能有较大影响,而冷却水流量对系统性能影响不明显。 CO_2跨临界双级压缩制冷循环的性能明显优于单级循环,采用双级压缩是提高CO_2跨临界制冷循环性能的有效途径。本文进行了CO_2跨临界双级压缩制冷循环的系统优化分析。中间完全冷却CO_2跨临界双级压缩循环的两种不同节流方式对比分析表明:二次节流循环的性能系数要优于一次节流循环的性能系数,且其最优高压压力值要小于一次节流循环的最优高压压力值;CO_2跨临界双级压缩/喷射制冷循环的性能系数明显优于单级压缩/喷射循环和双级压缩循环;最后提出了一种带涡流管的CO_2跨临界双级压缩循环,在本文计算工况下,涡流管循环比双级压缩循环的性能提高了2.4%~16.8%。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB651

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