跨临界C02蒸气压缩喷射制冷循环理论分析.pdf

ISSN1000-0054清华大学学报(自然科学版)2006年第46卷第5期6/315
CN11一2223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech)，2006，Vol.46，No.5670-673

JJ巨
跨临界C02蒸气压缩/喷射制冷循环理论分析

邓建强，姜培学，卢涛，王国梁，卢苇

(清华大学热能工程系，热科学与动力工程教育部重点实验室，北京100084)

摘要:对跨临界CO,蒸气压缩/喷射制冷循环的理论研别处于超临界和亚临界状态，压差较大。在节流过程
究，特别是对喷射器工作特性进行数值模拟，有助于改善实中，由于工质因摩擦损失吸收了因压降转化的动能，
验系统的制冷性能。使用动量守恒和能量守恒方程建立了喷并闪蒸出气体，使系统效率降低。
射器模型，同时考虑了系统稳态下喷射器出口干度和喷射系少节流减损失是提高跨临界CO:制冷系统效
数的揭合关系。比较了不同的CO:冷却放热压力、蒸发温
率的有效途径。采用喷射器装置可以取代膨胀阀的
度、喷射器喷嘴效率和扩压效率等对理论循环性能的影响。
作用，不但减少节流损失，还具有成本低、结构简单、
理论分析表明:优化的喷射系数能显著改善制冷循环性能，
蒸发温度和CO:冷却放热压力对系统性能的影响比较大，无活动部件和不易损坏的优点。
系统性能系数和喷射器喷射系数对喷射器的喷嘴效率和扩前国内外此对蒸气压缩/喷射制冷循环进行了
压效率的变化不敏感。一些研究，Kornhauserltl,DomanskiFZ1、刘军朴[3〕理
关键词:制冷工程;跨临界循环;二氧化碳;喷射论分析了该循环的性能，理论上系统性能系数
中图分类号:TB6文献标识码:A(COP)比简单循环提高了20%以上。Harrelll4},
文章编号:1000-0054(2006)05-0670-04Menegayls},Disawasls〕的实验没有实现理论分析所
得到的理想结果，性能提高最大不超过80o0
有对蒸气现压缩/喷射制冷循环的理论研究，在
TheoreticalanalysisofatranscriticalCOZ
建立喷射器模型时一般只考虑喷射器内流动的能量
vaporcompression/ejectionrefrigerationcycle
守恒和动量守恒。
DENGJianqiang,JIANGPeixue,LUTao
WANGGuoliang,LUWei系统稳在定运行状态下，对应喷射器出口工质
干度，工质分离为饱和蒸气和饱和液体后，分别离开
(KeyLaboratoryforThermalScienceandPowerEngineeringof
MinistryofEducation,DepartmentofThermalEngineering,气液分离器，这二股流体的质量流量比等于喷射器
TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)的喷射系数。本文考虑到系统稳态下喷射器出口干
Abstract;AtranscriticalC02vapor-compression/ejectionrefrigera-度和喷射系数的这一藕合关系，对跨临界C02蒸气
tioncyclewasstudiedtheoreticallywithanaccuratemodelofthe
压缩/喷射循环进行了理论分析，并研究了系统
ejectortoimprovethesystem'srefrigerationperformance.The
ejectormodelwasbasedonthemomentumandenergyconservationCOP随不同参数变化的关系，指出了提高系统效率
laws.Themodelcouplestherefrigerantqualityattheejectorexit的途径。
andtheejectorentrainmentratio.Theanalysiswasusedtostudy
thevariationsofthecycleperformanceforvariousheatrejection1计算模型
pressures,evaporationtemperatures,nozzleefficiencies,and
diffuserefficiencies.Theejectorentrainmentratiosignificantly1所示为图跨临界co,蒸气压缩/喷射制冷系
affectstherefrigerationeffectwithanoptimumratioforidealsystem
performance.Theevaporationtemperatureandtheheatrejection统简图，图2所示为该制冷循环对应的p-h图。