回?zé)嵫h(huán)

在單級CO2跨臨界制冷循環(huán)中，來自氣體冷卻器的制冷劑經(jīng)過膨脹閥時(shí)動(dòng)能增大、壓力下降，在此過程中產(chǎn)生兩部分損失:①節(jié)流的非等焓，使得q0減小;②損失了膨脹功。

節(jié)流過程不可逆的損失大小與T0和氣體冷卻器出口制冷劑的溫度T3有關(guān)，研究表明循環(huán)的制冷系數(shù)隨T3的增大而迅速減小。所以可以采用回?zé)嵫h(huán)來減少節(jié)流損失，提高循環(huán)的制冷系數(shù)。圖3-16為帶回?zé)崞鞯?/span>CO2跨臨界循環(huán)原理圖與壓焓圖。

與常規(guī)亞臨界循環(huán)一樣，通過回?zé)崞鹘档凸?jié)流閥入口處CO2的溫度，提高循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。

雙級壓縮回?zé)嵫h(huán)

在CO2跨臨界制冷循環(huán)中，采用回?zé)峥梢越档凸?jié)流過程的不可逆損失，但勢必導(dǎo)致壓縮機(jī)吸排氣溫度升高、吸排氣壓差增大、制冷劑循環(huán)量減小、壓縮機(jī)不可逆損失增大。在回?zé)峄A(chǔ)上采用雙級壓縮，有利于降低壓縮機(jī)排氣溫度和安全運(yùn)行，并提高系統(tǒng)性能。圖3-17為雙機(jī)壓縮回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)圖。

與單級壓縮相似，對于雙級壓縮CO2跨臨界循環(huán)，在給定蒸發(fā)溫度的條件下，高壓級壓縮機(jī)出口存在一個(gè)最優(yōu)高壓側(cè)壓力，使系統(tǒng)的制冷系數(shù)最大。此外，對于雙級節(jié)流膨脹循環(huán)，過熱度可取15℃為宜。中間壓力取比例中項(xiàng)。

帶噴射器熱泵循環(huán)

用噴射器裝置可以代替膨脹閥，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、減小節(jié)流過程摩擦耗散等特點(diǎn)。目前的研究主要為單級噴射，制冷系統(tǒng)及對應(yīng)循環(huán)如圖3-18所示。

雙級噴射系統(tǒng)原理如圖3-19所示。通過建立相應(yīng)的理論模型，可計(jì)算研究雙級噴射制冷的循環(huán)性能。

帶膨脹機(jī)回收膨脹功的循環(huán)

目前國內(nèi)外針對利用膨脹機(jī)技術(shù)減少CO2制冷劑跨臨界循環(huán)中的節(jié)流損失，對CO2跨臨界循環(huán)帶膨脹機(jī)循環(huán)的研究日趨成熟。Robinson等分別對帶膨脹機(jī)和回?zé)崞鞯?/span>CO2跨臨界循環(huán)進(jìn)行了理論分析，發(fā)現(xiàn)用膨脹機(jī)代替節(jié)流閥比回?zé)崞骺墒瓜到y(tǒng)的COP增加25%。還有研究表明，只要膨脹機(jī)的等熵效率大于11%，帶膨脹機(jī)的性能優(yōu)于回?zé)嵫h(huán)。