Αρχή ψύξης συμπιεστή δύο σταδίων

Ο κύκλος ψύξης με συμπιεστή δύο σταδίων χρησιμοποιεί γενικά δύο συμπιεστές, έναν συμπιεστή χαμηλής πίεσης και έναν συμπιεστή υψηλής πίεσης.

1.1 Η διαδικασία αύξησης της πίεσης εξάτμισης του ψυκτικού αερίου στην πίεση συμπύκνωσης χωρίζεται σε 2 στάδια

Το πρώτο στάδιο: Συμπιέζεται πρώτα στην ενδιάμεση πίεση από τον συμπιεστή χαμηλής πίεσης:
Το δεύτερο στάδιο: το αέριο υπό ενδιάμεση πίεση συμπιέζεται περαιτέρω στην πίεση συμπύκνωσης από τον συμπιεστή υψηλής πίεσης μετά από ενδιάμεση ψύξη και ο κύκλος παλινδρόμησης ολοκληρώνει μια διαδικασία ψύξης.

Κατά την παραγωγή χαμηλών θερμοκρασιών, ο ενδιάμεσος ψύκτης του κύκλου ψύξης με συμπίεση δύο σταδίων μειώνει τη θερμοκρασία εισόδου του ψυκτικού μέσου στον συμπιεστή υψηλής πίεσης και επίσης μειώνει τη θερμοκρασία εξόδου του ίδιου συμπιεστή.

Δεδομένου ότι ο κύκλος ψύξης με συμπίεση δύο σταδίων διαιρεί ολόκληρη τη διαδικασία ψύξης σε δύο στάδια, ο λόγος συμπίεσης κάθε σταδίου θα είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν της μονοσταδιακής συμπίεσης, μειώνοντας τις απαιτήσεις για αντοχή εξοπλισμού και βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση του κύκλου ψύξης. Ο κύκλος ψύξης με συμπίεση δύο σταδίων διαιρείται σε έναν ενδιάμεσο πλήρη κύκλο ψύξης και έναν ενδιάμεσο ημιτελή κύκλο ψύξης σύμφωνα με τις διαφορετικές ενδιάμεσες μεθόδους ψύξης. Εάν βασίζεται στη μέθοδο στραγγαλισμού, μπορεί να διαιρεθεί σε έναν κύκλο στραγγαλισμού πρώτου σταδίου και έναν κύκλο στραγγαλισμού δεύτερου σταδίου.

1.2 Τύποι ψυκτικού μέσου συμπίεσης δύο σταδίων

Τα περισσότερα συστήματα ψύξης με συμπίεση δύο σταδίων επιλέγουν ψυκτικά μέσα μέσης και χαμηλής θερμοκρασίας. Πειραματική έρευνα δείχνει ότι τα R448A και R455a αποτελούν καλά υποκατάστατα του R404A όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση. Σε σύγκριση με τις εναλλακτικές λύσεις των υδροφθορανθράκων, το CO2, ως φιλικό προς το περιβάλλον εργαζόμενο ρευστό, αποτελεί πιθανό υποκατάστατο των ψυκτικών μέσων υδροφθορανθράκων και έχει καλά περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά.

Αλλά η αντικατάσταση του R134a με CO2 θα επιδεινώσει την απόδοση του συστήματος, ειδικά σε υψηλότερες θερμοκρασίες περιβάλλοντος, καθώς η πίεση του συστήματος CO2 είναι αρκετά υψηλή και απαιτεί ειδική επεξεργασία των βασικών εξαρτημάτων, ειδικά του συμπιεστή.

1.3 Έρευνα βελτιστοποίησης σε ψύξη με συμπίεση δύο σταδίων

Προς το παρόν, τα αποτελέσματα της έρευνας βελτιστοποίησης του συστήματος ψύξης με συμπίεση δύο σταδίων είναι κυρίως τα εξής:
(1) Ενώ αυξάνεται ο αριθμός των σειρών σωλήνων στο intercooler, η μείωση του αριθμού των σειρών σωλήνων στο ψύκτη αέρα μπορεί να αυξήσει την περιοχή ανταλλαγής θερμότητας του intercooler, μειώνοντας παράλληλα τη ροή αέρα που προκαλείται από τον μεγάλο αριθμό σειρών σωλήνων στο ψύκτη αέρα. Επιστρέφοντας στην είσοδό του, μέσω των παραπάνω βελτιώσεων, η θερμοκρασία εισόδου του intercooler μπορεί να μειωθεί κατά περίπου 2°C και ταυτόχρονα, μπορεί να διασφαλιστεί η ψυκτική επίδραση του ψύκτη αέρα.

(2) Διατηρήστε σταθερή τη συχνότητα του συμπιεστή χαμηλής πίεσης και αλλάξτε τη συχνότητα του συμπιεστή υψηλής πίεσης, αλλάζοντας έτσι την αναλογία του όγκου παροχής αερίου του συμπιεστή υψηλής πίεσης. Όταν η θερμοκρασία εξάτμισης είναι σταθερή στους -20°C, ο μέγιστος λόγος παροχής αερίου που αντιστοιχεί στον COP είναι 3,374 και ο μέγιστος λόγος παροχής αερίου που αντιστοιχεί στον COP είναι 1,819.

(3) Συγκρίνοντας αρκετά κοινά συστήματα ψύξης διβάθμιας συμπίεσης CO2 με διακρίσιμο τρόπο, συμπεραίνεται ότι η θερμοκρασία εξόδου του ψύκτη αερίου και η απόδοση του συμπιεστή χαμηλής πίεσης έχουν μεγάλη επίδραση στον κύκλο σε μια δεδομένη πίεση, επομένως, εάν θέλετε να βελτιώσετε την απόδοση του συστήματος, είναι απαραίτητο να μειώσετε τη θερμοκρασία εξόδου του ψύκτη αερίου και να επιλέξετε έναν συμπιεστή χαμηλής πίεσης με υψηλή λειτουργική απόδοση.