İki kademeli kompresörlü soğutma çevriminde genellikle düşük basınçlı kompresör ve yüksek basınçlı kompresör olmak üzere iki kompresör kullanılır.
1.1 Soğutucu gazın buharlaşma basıncından yoğuşma basıncına yükselme süreci 2 aşamaya ayrılır
Birinci kademe: Öncelikle düşük basınç kademesi kompresörü tarafından orta basınca sıkıştırılır:
İkinci aşama: Ara basınç altındaki gaz, ara soğutmadan sonra yüksek basınç kompresörü tarafından yoğuşma basıncına kadar sıkıştırılır ve alternatif çevrim soğutma işlemini tamamlar.
Düşük sıcaklıklar üretilirken, iki kademeli sıkıştırmalı soğutma çevriminin ara soğutucusu, yüksek basınç kademeli kompresördeki soğutucu akışkanın giriş sıcaklığını düşürür ve aynı kompresörün çıkış sıcaklığını da düşürür.
İki aşamalı sıkıştırmalı soğutma çevrimi, tüm soğutma sürecini iki aşamaya böldüğünden, her aşamanın sıkıştırma oranı tek aşamalı sıkıştırmaya göre çok daha düşük olacaktır. Bu da ekipman dayanıklılığı gereksinimlerini azaltır ve soğutma çevriminin verimliliğini önemli ölçüde artırır. İki aşamalı sıkıştırmalı soğutma çevrimi, farklı ara soğutma yöntemlerine göre ara tam soğutma çevrimi ve ara eksik soğutma çevrimi olarak ikiye ayrılır; kısma yöntemine göre ise birinci aşama kısma çevrimi ve ikinci aşama kısma çevrimi olarak ikiye ayrılabilir.
1.2 İki kademeli sıkıştırmalı soğutucu akışkan türleri
İki kademeli sıkıştırmalı soğutma sistemlerinin çoğu orta ve düşük sıcaklıklı soğutucu akışkanları tercih eder. Deneysel araştırmalar, R448A ve R455a'nın enerji verimliliği açısından R404A'ya iyi birer alternatif olduğunu göstermektedir. Hidroflorokarbonlara alternatiflerle karşılaştırıldığında, çevre dostu bir çalışma akışkanı olan CO2, hidroflorokarbon soğutucu akışkanlar için potansiyel bir alternatiftir ve iyi çevresel özelliklere sahiptir.
Ancak R134a'nın CO2 ile değiştirilmesi sistem performansını düşürecektir, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında CO2 sisteminin basıncı oldukça yüksektir ve özellikle kompresör olmak üzere temel bileşenlerin özel olarak işlenmesini gerektirir.
1.3 İki kademeli sıkıştırmalı soğutmada optimizasyon araştırması
Şu anda, iki kademeli sıkıştırmalı soğutma çevrimi sisteminin optimizasyon araştırma sonuçları temel olarak aşağıdaki gibidir:
(1) Ara soğutucudaki boru sıralarının sayısı artırılırken, hava soğutucudaki boru sıralarının sayısı azaltılarak, ara soğutucunun ısı değişim alanı artırılabilirken, hava soğutucudaki çok sayıda boru sırasının neden olduğu hava akışı azaltılabilir. Girişine dönersek, yukarıdaki iyileştirmeler sayesinde ara soğutucunun giriş sıcaklığı yaklaşık 2°C düşürülebilir ve aynı zamanda hava soğutucunun soğutma etkisi garanti altına alınabilir.
(2) Düşük basınçlı kompresörün frekansını sabit tutun ve yüksek basınçlı kompresörün frekansını değiştirin, böylece yüksek basınçlı kompresörün gaz dağıtım hacminin oranı değişir. Buharlaşma sıcaklığı -20°C'de sabit olduğunda, maksimum COP 3,374 ve COP'ye karşılık gelen maksimum gaz dağıtım oranı 1,819'dur.
(3) Birkaç yaygın CO2 transkritik iki kademeli sıkıştırma soğutma sistemini karşılaştırarak, gaz soğutucunun çıkış sıcaklığının ve düşük basınç kademeli kompresörün verimliliğinin belirli bir basınçta döngü üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu sonucuna varılmıştır, bu nedenle sistem verimliliğini artırmak istiyorsanız, gaz soğutucunun çıkış sıcaklığını düşürmek ve yüksek çalışma verimliliğine sahip düşük basınç kademeli bir kompresör seçmek gerekir.
Gönderi zamanı: 22 Mart 2023