CN112668070A - 结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法 - Google Patents
结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112668070A CN112668070A CN202110036558.5A CN202110036558A CN112668070A CN 112668070 A CN112668070 A CN 112668070A CN 202110036558 A CN202110036558 A CN 202110036558A CN 112668070 A CN112668070 A CN 112668070A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- state point
- enthalpy
- point
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 26
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 18
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 claims description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 20
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本发明涉及制冷领域,具体涉及结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,结合了CoolPack及REFPROP两个软件,运用CoolPack进行压焓图的绘制及通过绘制参考压焓图对状态点的计算进行辅助、运用REFPROP查找制冷剂的相关参数,可以在已知制冷量、制冷剂种类、冷凝温度、冷凝压力、蒸发温度、过热度及过冷度的前提下,将制冷系统准确的压焓图进行绘制。本发明结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法为制冷绘图提供了一种新的思路。
Description
技术领域
本发明涉及制冷领域,具体涉及结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法。
背景技术
在制冷系统的分析与设计的过程中,研究人员会对各制冷设备的进口、出口的温度及压力等参数进行确定,并根据这些相关参数进行压焓图的绘制。压焓图是一种纵坐标为压力、横坐标为焓值的曲线图,该图可以直观地展示不同制冷剂及不同制冷系统的制冷循环情况,是常用的一种图。目前,在已知各状态点参数的情况下,可以通过软件对压焓图进行精准的绘制,但是在进行制冷系统设计的时候,部分参数的取值是估值,没有准确的计算过程,难以保证绘制出的压焓图与制冷系统在实际运行时保持一致,可能会产生较大的偏差,并且目前并没有一种方法可以指出在已知较少数据的时候,如何精准确定整个压焓图上的状态点。因此,如果能够提出一种适合制冷系统设计的压焓图绘制方式,将有效地提高研究人员在进行制冷系统设计时的压焓图精准度与数据计算的准确度,而减小设备在实际制造出后的调控难度。
发明内容
本发明的目的在于提供结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,结合CoolPack及REFPROP两个软件,运用CoolPack绘制压焓图、运用REFPROP查找制冷剂的相关参数,在已知制冷量、制冷剂种类、冷凝温度、冷凝压力、蒸发温度、过热度及过冷度的前提下,设计一种适合于双级压缩制冷循环设计的压焓图绘制方法。
为了实现上述目的,本发明一个实施方式提供了结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,制冷系统的设备包括压缩机、辅助冷凝器、气体冷却器、电子膨胀阀、中间冷却器及蒸发器;
状态点包括点A、点B、点C、点D、点E、点F、点H、点I、点K及点L;
所述压缩机包括压级压缩机及高压级压缩机;
所述电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀及第二电子膨胀阀;
双级压缩制冷循环压焓图绘制步骤如下:
1)确定双级压缩制冷循环的系统图,对需要确定的状态点进行标记;
2)确定所设计的双级压缩制冷循环系统的制冷量、制冷剂种类、冷凝温度、冷凝压力、蒸发温度、过热度及过冷度;
3)开启REFPROP软件,按下菜单栏内的Options,拉下列表,点击Units,调节Units内的Temperature的单位为℃,按下菜单栏内的Substance,拉下列表,调节Pure Fluid(Single Compounds)内的制冷剂为需要的制冷剂种类;
4)气体冷却器的出口状态点的温度及压力分别等于冷凝温度及冷凝压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过温度及压力进行状态点的查找,输入气体冷却器的出口状态点的温度及压力,查取该状态点的焓值与熵值;
5)低压级压缩机的入口状态点的温度等于蒸发温度加过热度,先在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Saturation Tables,选择通过温度进行状态点的查找,输入蒸发温度,查取蒸发压力,低压级压缩机的入口状态点的压力等于蒸发压力,再次按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过温度及压力进行状态点的查找,输入低压级压缩机的入口状态点的温度及压力,查取该状态点的焓值与熵值;
6)中间压力等于冷凝压力与蒸发压力的几何平均数,中间冷却器出口(制冷剂流向压缩机的出口)的状态点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Saturation Tables,选择通过压力进行状态点的查找,输入该状态点的压力,查取该状态点温度、焓值及熵值;
7)气体冷却器后的节流阀出口的压力等于中间冷却器出口(制冷剂流向压缩机的出口)状态点的压力、焓值等于气体冷却器的出口状态点的焓值,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
8)低压级压缩机出口的制冷剂与中间冷却器出口(制冷剂流向压缩机的出口)的制冷剂混合后的温度为中间冷却器出口(制冷剂流向压缩机的出口)状态点的温度加5℃,该混合点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及温度进行状态点的查找,输入该状态点的压力及温度,查取该状态点的焓值与熵值;
9)打开CoolPack,按下菜单栏中的Refrigeration Utilities,进入绘图界面,按下键盘上的Shift+Ctrl+L,对压焓图进行设置,点击Cycle,循环形式选择one stage,绘制低压级部分的参考压焓图,等熵效率取1,冷凝温度取整个系统的中间冷却温度,过热度与过冷度按整个系统的要求取值,点击show info,选中所画曲线,点击Coordinates ofpoints,查取低压级压缩机出口状态点的理论焓值与蒸发器入口状态点的焓值,在确定完这两个值后,删除低压级部分的参考压焓图;
10)根据实际等熵效率公式,计算实际等熵效率,并根据实际等熵效率,计算低压级压缩机出口状态点的实际焓值,该状态点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
11)蒸发器入口状态点的焓值通过CoolPack获得,该状态点的压力等于蒸发压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
12)蒸发器前的膨胀阀入口状态点的焓值等于蒸发器入口状态点的焓值,该状态点的压力等于冷凝压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
13)计算各管路的流量,根据热平衡方程计算得辅助冷凝器出口的焓值,该状态点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
14)等熵效率取1,高压级压缩机出口状态点的理论熵值等于混合点熵值,该状态点的压力等于冷凝压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过熵值及压力进行状态点的查找,输入该熵值与冷凝压力,查取该状态点的理论焓值,计算实际的等熵效率,并计算出实际的焓值,在REFPROP中,再次按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及实际焓值,查取该状态点的温度与熵值;
15)在CoolPack之前绘制低压级部分的参考压焓图的界面中点击菜单栏中的Options,拉下列表,选择Input Curve Data,按照压焓图闭合连线的顺序依次输入对应状态点的焓值及压力,若遇到分支,则需分别进行输入,在绘制闭合曲线时,第一个输入的状态点需最后也输入一次,以保证曲线的闭合。
优选地,在压焓图中,饱和线上的状态点只需确定温度或压力就可以通过REFPROP确定全部状态参数。
优选地,在压焓图中,饱和线外部的状态点需确定温度、压力、焓值及熵值中任意两个参数才可以通过REFPROP确定全部状态参数。
优选地,在压焓图中,饱和线内部的状态点需确定温度、压力、焓值及熵值中任意两个参数,且其中必须包括焓值或熵值,才可以通过REFPROP确定全部状态参数。
可选地,所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法对各版本的CoolPack及REFPROP均适用。
可选地,所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法在不影响各状态点的参数获取的前提下,可以进行同等级的步骤的先后顺序调整。
本发明提供了结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,在本发明中结合了CoolPack及REFPROP两个软件,CoolPack用于绘制压焓图及通过绘制参考压焓图辅助状态点的计算、运用REFPROP查找制冷剂的相关参数,可以在已知制冷量、制冷剂种类、冷凝温度、冷凝压力、蒸发温度、过热度及过冷度的前提下,有效地绘制出所设计的制冷系统的准确压焓图。并且,本发明解决了二氧化碳跨临界的压焓图绘制困难及参数计算困难的问题,为制冷绘图提供了一种新的思路。
附图说明
图1为本发明结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法的制冷系统结构示意图,设备包括1.1-低压级压缩机、1.2-高压级压缩机、2-辅助冷凝器、3-气体冷却器、4.1-第一电子膨胀阀、4.2-第二电子膨胀阀、5-中间冷却器及6-蒸发器;状态点包括点A、点B、点C、点D、点E、点F、点H、点I、点K及点L。
图2为本发明结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法的制冷系统压焓图,状态点包括点A、点B、点C、点D、点E、点F、点H、点I、点K及点L。
具体实施方式
下面结合附图,以具体实施例为例,详细说明本发明的实施方式。
如图1所示,本发明一个实施例提供的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法的制冷系统结构图,设备包括低压级压缩机1.1、高压级压缩机1.2、辅助冷凝器2、气体冷却器3、第一电子膨胀阀4.1、第二电子膨胀阀4.2、中间冷却器5及蒸发器6;状态点包括点A、点B、点C、点D、点E、点F、点H、点I、点K及点L。
如图2所示,本发明一个实施例提供的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法的制冷系统压焓图,状态点包括点A、点B、点C、点D、点E、点F、点H、点I、点K及点L。
本实施例选用的制冷系统为二氧化碳跨临界双级压缩制冷系统,制冷量为1.23kW,制冷剂为二氧化碳,该系统的难点在于跨临界部分的压焓图绘制与状态点参数确定困难。
制冷系统的连接为:低压级压缩机1.1的出口连接辅助冷凝器2;辅助冷凝器2的出口连接高压级压缩机1.2;高压级压缩机1.2的出口连接气体冷却器3;气体冷却器3的出口分流,一条连接第一电子膨胀阀4.1,另一条直接连接中间冷却器5;第一电子膨胀阀4.1出口连接中间冷却器5;中间冷却器5的两个出口,一个连接至辅助冷凝器2出口的管路上,另一个连接第二电子膨胀阀4.2;第二电子膨胀阀4.2连接蒸发器6;蒸发器6连接低压级压缩机1.1。
选用第一电子膨胀阀4.1及第二电子膨胀阀4.2为节流阀。
制冷剂的流动过程为:
1)状态点A的二氧化碳经过低压级压缩机1.1的压缩,成为状态点B;
2)状态点B的二氧化碳经过辅助冷凝器2的等压降温,成为状态点L;
3)状态点L的二氧化碳和中间冷却器5出口的状态点K的二氧化碳混合,成为状态点C;
4)状态点C的二氧化碳经过高压级压缩机1.2的压缩,成为状态点D;
5)状态点D的二氧化碳经过气体冷却器3的等压降温,成为状态点E;
6)状态点E的二氧化碳进行分流,一部分经过第一电子膨胀阀4.1进行节流,成为状态点F后,进入中间冷却器5,另一部分直接进入中间冷却器5;
7)中间冷却器5共两个出口,一个出口的二氧化碳原为状态点F,经过中间冷却器后成为状态点K,与状态点L的二氧化碳混合,成为状态点C,另一个出口的二氧化碳原为状态点E,过中间冷却器后成为状态点H;
8)状态点H的二氧化碳经过第二电子膨胀阀4.2的节流,成为状态点I;
9)状态点I的二氧化碳经过蒸发器6,成为状态点A。
参数确定及压焓图的绘制步骤如下:
1)确定系统图(即图1,为二氧化碳跨临界双级压缩制冷系统),并对各状态点进行标记;
2)制冷剂选用二氧化碳,冷凝温度为32℃,冷凝压力为9.2MPa,蒸发温度为-23℃,蒸发器6的过热度和中间冷却器5的过冷度均为3℃;
3)开启REFPROP软件,按下菜单栏内的Options,拉下列表,点击Units,调节Units内的Temperature的单位为℃,按下菜单栏内的Substance,拉下列表,调节Pure Fluid(Single Compounds)内的制冷剂为carbon dioxide;
4)状态点E的温度等于冷凝温度(32℃),压力等于冷凝压力(9.2MPa),在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过温度及压力进行状态点的查找,输入状态点E的温度及压力,查得该状态点的焓值为282.920kJ/kg、熵值为1.263kJ/(kg·K);
5)在REFPROP中,先按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击SaturationTables,选择通过温度进行状态点的查找,输入蒸发温度(-23℃),查得蒸发压力为1.794MPa,状态点A的温度等于蒸发温度加蒸发器6的过热度(3℃),为-20℃,状态点A的压力等于蒸发压力,再次按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过温度及压力进行状态点的查找,输入状态点A的温度及压力,查得该状态点的焓值为440.700kJ/kg、熵值为1.978kJ/(kg·K);
6)根据中间压力等于冷凝压力和蒸发压力的几何平均数,计算得中间压力等于4.062MPa,状态点K的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Saturation Tables,选择通过压力进行状态点的查找,输入该状态点的压力,查得该状态点温度为5.904℃、焓值为426.750kJ/kg、熵值为1.811kJ/(kg·K);
7)状态点F的压力等于中间压力(4.062MPa),焓值等于状态点E的焓值(282.920kJ/kg),在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击IsopropertyTables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查得该状态点的温度为5.904℃、熵值为1.295kJ/(kg·K);
8)状态点C的温度为状态点K的温度加5℃,即10.904℃,状态点C的压力等于中间压力(4.062MPa),在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击IsopropertyTables,选择通过压力及温度进行状态点的查找,输入该状态点的压力及温度,查得该状态点的焓值为436.760kJ/kg、熵值为1.846kJ/(kg·K);
9)打开CoolPack,菜单栏中的按下Refrigeration Utilities,进入绘图界面,按下键盘上的Shift+Ctrl+L,对压焓图进行设置,点击Cycle,循环形式选择one stage,绘制低压级部分的参考压焓图,等熵效率取1,冷凝温度取整个系统的中间冷却温度(5.904℃),输入过热度与过冷度均为3℃,点击show info,选中所画曲线,点击Coordinates ofpoints,查取状态点B的理论焓值(475.71kJ/kg)与状态点I的焓值(207.083kJ/kg),在确定完这两个值后,删除低压级部分的参考压焓图;
10)根据实际等熵效率公式,等熵效率取1,冷凝压力取中间压力(4.062MPa),状态点B的理论焓值为475.710kJ/kg,计算得实际等熵效率为0.843,并根据实际等熵效率,计算得状态点B的实际焓值为482.209kJ/kg,状态点B的压力等于中间压力(4.062MPa),REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度为42.281℃、熵值为1.999kJ/(kg·K);
实际等熵效率公式:η=0.874-0.0135P2/P1,P2为压缩机出口压力,P1为压缩机入口压力,η为实际等熵效率;
h2=h1+(h2,理论-h1)/η;
11)状态点I的焓值为207.083kJ/kg、压力等于蒸发压力(1.794MPa),在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查得该状态点的温度为-23℃、熵值为1.044kJ/(kg·K);
12)状态点H的焓值等于状态点I的焓值(207.083kJ/kg)、压力等于冷凝压力(9.2MPa),在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查得该状态点的温度为4.992℃、熵值为1.004kJ/(kg·K);
13)计算各管路的流量(低压级压缩机1.1入口的流量等于制冷量除以状态点A和状态点I的焓差;高压级压缩机1.2入口的流量等于低压级压缩机1.1入口的流量乘以状态点K与状态点H的焓差,再除以状态点K与状态点E的焓差;中间冷却器5输送至压缩机方向的流量等于高压级压缩机1.入口2的流量减低压级压缩机1.1入口的流量),计算得低压级压缩机1.1入口的流量等于0.00527kg/s,高压级压缩机1.2入口的流量等于0.00804kg/s,中间冷却器5输送至压缩机方向的流量等于0.00278kg/s,根据热平衡方程(mK·hK+mL·hL=mC·hC)计算得状态点L的焓值为442.038kJ/kg,状态点L的压力等于中间压力(4.062MPa),在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查得该状态点的温度为13.880℃、熵值为1.865kJ/(kg·K);
14)等熵效率取1,状态点D的理论熵值等于状态点C熵值(1.846kJ/(kg·K)),该状态点的压力等于冷凝压力(9.2MPa),在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过熵值及压力进行状态点的查找,输入该熵值与冷凝压力,查得该状态点的理论焓值为469.900kJ/kg,计算得实际的等熵效率为0.843、实际的焓值为476.052kJ/kg,在REFPROP中,再次按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及实际焓值,查得该状态点的温度为78.001℃、熵值为1.864kJ/(kg·K);
15)在CoolPack之前绘制低压级部分的参考压焓图的界面中点击菜单栏中的Options,拉下列表,选择Input Curve Data,先依次输入状态点A、状态点B、状态点C、状态点D、状态点H、状态点I的焓值及压力,在最后再输入一次状态点A的焓值及压力,点击OK,绘制第一条曲线,再依次输入状态点C、状态点F、状态点E的焓值及压力,绘制第二条曲线,输出绘制的压焓图,通过PHOTOSHOP等图片处理软件将该图进行清晰度等方面的处理及状态点标号。
所述结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法的各状态点的参数如表1所示。
表1. 双级压缩制冷循环压焓图绘制方法的各状态点的参数
二氧化碳跨临界状态曲线的绘制难度较大,用直接绘图的方式确定参数的过程较繁琐,但运用本发明的方法,则可以快速确定双级压缩制冷循环的全部状态点的参数。
若不安装辅助冷凝器2进行降温处理,则状态点C的确定需通过热平衡方程进行确定,即状态点L的确定方式。
若确定状态点的先后顺序进行调整,不会影响其他任何参数的获取,研究人员可以根据需要进行同等级的步骤的先后顺序调整。
若研究人员设计的双级压缩制冷系统与本发明实施例中的制冷系统有不同,需根据实际的设计进行绘图过程及计算过程的修正。
上述实施例仅例示性说明本发明的设计原理及用途作用,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,其特征在于:
所述结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,制冷系统的设备包括压缩机、辅助冷凝器(2)、气体冷却器(3)、电子膨胀阀、中间冷却器(5)及蒸发器(6);
状态点包括点A、点B、点C、点D、点E、点F、点H、点I、点K及点L;
所述压缩机包括压级压缩机及高压级压缩机;
所述电子膨胀阀包括第一电子膨胀阀(4.1)及第二电子膨胀阀(4.2);
双级压缩制冷循环压焓图绘制步骤如下:
1)确定双级压缩制冷循环的系统图,对需要确定的状态点进行标记;
2)确定所设计的双级压缩制冷循环系统的制冷量、制冷剂种类、冷凝温度、冷凝压力、蒸发温度、过热度及过冷度;
3)开启REFPROP软件,按下菜单栏内的Options,拉下列表,点击Units,调节Units内的Temperature的单位为℃,按下菜单栏内的Substance,拉下列表,调节Pure Fluid(SingleCompounds)内的制冷剂为需要的制冷剂种类;
4)气体冷却器(3)的出口状态点的温度及压力分别等于冷凝温度及冷凝压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过温度及压力进行状态点的查找,输入气体冷却器(3)的出口状态点的温度及压力,查取该状态点的焓值与熵值;
5)低压级压缩机的入口状态点的温度等于蒸发温度加过热度,先在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Saturation Tables,选择通过温度进行状态点的查找,输入蒸发温度,查取蒸发压力,低压级压缩机的入口状态点的压力等于蒸发压力,再次按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过温度及压力进行状态点的查找,输入低压级压缩机的入口状态点的温度及压力,查取该状态点的焓值与熵值;
6)中间压力等于冷凝压力与蒸发压力的几何平均数,中间冷却器(5)出口(制冷剂流向压缩机的出口)的状态点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Saturation Tables,选择通过压力进行状态点的查找,输入该状态点的压力,查取该状态点温度、焓值及熵值;
7)气体冷却器(3)后的节流阀出口的压力等于中间冷却器(5)出口(制冷剂流向压缩机的出口)状态点的压力、焓值等于气体冷却器(3)的出口状态点的焓值,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
8)低压级压缩机出口的制冷剂与中间冷却器(5)出口(制冷剂流向压缩机的出口)的制冷剂混合后的温度为中间冷却器(5)出口(制冷剂流向压缩机的出口)状态点的温度加5℃,该混合点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及温度进行状态点的查找,输入该状态点的压力及温度,查取该状态点的焓值与熵值;
9)打开CoolPack,按下菜单栏中的Refrigeration Utilities,进入绘图界面,按下键盘上的Shift+Ctrl+L,对压焓图进行设置,点击Cycle,循环形式选择one stage,绘制低压级部分的参考压焓图,等熵效率取1,冷凝温度取整个系统的中间冷却温度,过热度与过冷度按整个系统的要求取值,点击show info,选中所画曲线,点击Coordinates of points,查取低压级压缩机出口状态点的理论焓值与蒸发器(6)入口状态点的焓值,在确定完这两个值后,删除低压级部分的参考压焓图;
10)根据实际等熵效率公式,计算实际等熵效率,并根据实际等熵效率,计算低压级压缩机出口状态点的实际焓值,该状态点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
11)蒸发器(6)入口状态点的焓值通过CoolPack获得,该状态点的压力等于蒸发压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
12)蒸发器(6)前的膨胀阀入口状态点的焓值等于蒸发器(6)入口状态点的焓值,该状态点的压力等于冷凝压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
13)计算各管路的流量,根据热平衡方程计算得辅助冷凝器(2)出口的焓值,该状态点的压力等于中间压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及焓值,查取该状态点的温度与熵值;
14)等熵效率取1,高压级压缩机出口状态点的理论熵值等于混合点熵值,该状态点的压力等于冷凝压力,在REFPROP中,按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击IsopropertyTables,选择通过熵值及压力进行状态点的查找,输入该熵值与冷凝压力,查取该状态点的理论焓值,计算实际的等熵效率,并计算出实际的焓值,在REFPROP中,再次按下菜单栏内的Calculate,拉下列表,点击Isoproperty Tables,选择通过压力及焓值进行状态点的查找,输入该状态点的压力及实际焓值,查取该状态点的温度与熵值;
15)在CoolPack之前绘制低压级部分的参考压焓图的界面中点击菜单栏中的Options,拉下列表,选择Input Curve Data,按照压焓图闭合连线的顺序依次输入对应状态点的焓值及压力,若遇到分支,则需分别进行输入,在绘制闭合曲线时,第一个输入的状态点需最后也输入一次,以保证曲线的闭合。
2.根据权利要求1所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,其特征在于:
在压焓图中,饱和线上的状态点只需确定温度或压力就可以通过REFPROP确定全部状态参数。
3.根据权利要求1所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,其特征在于:
在压焓图中,饱和线外部的状态点需确定温度、压力、焓值及熵值中任意两个参数才可以通过REFPROP确定全部状态参数。
4.根据权利要求1所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,其特征在于:
在压焓图中,饱和线内部的状态点需确定温度、压力、焓值及熵值中任意两个参数,且其中必须包括焓值或熵值,才可以通过REFPROP确定全部状态参数。
5.根据权利要求1所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,其特征在于:
所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法对各版本的CoolPack及REFPROP均适用。
6.根据权利要求1所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法,其特征在于:
所述的结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法在不影响各状态点的参数获取的前提下,可以进行同等级的步骤的先后顺序调整。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110036558.5A CN112668070A (zh) | 2021-01-12 | 2021-01-12 | 结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110036558.5A CN112668070A (zh) | 2021-01-12 | 2021-01-12 | 结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112668070A true CN112668070A (zh) | 2021-04-16 |
Family
ID=75414503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110036558.5A Pending CN112668070A (zh) | 2021-01-12 | 2021-01-12 | 结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112668070A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116798542A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-09-22 | 浙江大学 | 复叠式制冷系统的制冷剂选择与过程优化集成设计方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001133011A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-05-18 | Matsushita Refrig Co Ltd | 空調機の診断装置 |
DE102004034281A1 (de) * | 2003-07-17 | 2005-06-23 | Remstedt, Hans Gotthard, Dr. | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von mechanischer oder elektrischer Arbeit, nutzbarer Wärme oder Kälte |
CN1683842A (zh) * | 2005-01-10 | 2005-10-19 | 深圳清华大学研究院 | 近似理想逆卡诺循环效率的蒸气压缩式制冷循环装置 |
CN103363749A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-10-23 | 上海理工大学 | 饱和等熵压缩排气温差控制制冷剂流量的方法 |
CN107120859A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-01 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种冰箱制冷循环系统 |
CN108595813A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-28 | 西安交通大学 | 一种基于最优质量流速的co2气体冷却器优化设计方法 |
JP2018205943A (ja) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 三菱自動車工業株式会社 | 冷凍サイクルシステムの設計支援装置及び設計支援方法 |
CN111059762A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-04-24 | 湖南工程学院 | 补气增焓准二级压缩空气源热泵热水器的调试方法 |
CN111998569A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-11-27 | 上海海洋大学 | 可用于箱门防冻的冷藏集装箱制冷系统 |
-
2021
- 2021-01-12 CN CN202110036558.5A patent/CN112668070A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001133011A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-05-18 | Matsushita Refrig Co Ltd | 空調機の診断装置 |
DE102004034281A1 (de) * | 2003-07-17 | 2005-06-23 | Remstedt, Hans Gotthard, Dr. | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von mechanischer oder elektrischer Arbeit, nutzbarer Wärme oder Kälte |
CN1683842A (zh) * | 2005-01-10 | 2005-10-19 | 深圳清华大学研究院 | 近似理想逆卡诺循环效率的蒸气压缩式制冷循环装置 |
CN103363749A (zh) * | 2013-08-05 | 2013-10-23 | 上海理工大学 | 饱和等熵压缩排气温差控制制冷剂流量的方法 |
JP2018205943A (ja) * | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 三菱自動車工業株式会社 | 冷凍サイクルシステムの設計支援装置及び設計支援方法 |
CN107120859A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-01 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种冰箱制冷循环系统 |
CN108595813A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-28 | 西安交通大学 | 一种基于最优质量流速的co2气体冷却器优化设计方法 |
CN111059762A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-04-24 | 湖南工程学院 | 补气增焓准二级压缩空气源热泵热水器的调试方法 |
CN111998569A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-11-27 | 上海海洋大学 | 可用于箱门防冻的冷藏集装箱制冷系统 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
夏玲;王雷;曹义新;: "两种冷媒性质函数库在绘制压焓图时的性能分析", 科教文汇(下旬刊), no. 06, 30 June 2008 (2008-06-30) * |
杨宗凌;徐纪华;陈汝东;: "制冷剂压焓图的软件实现", 制冷空调与电力机械, no. 05, 15 September 2007 (2007-09-15) * |
芮胜军;张华;张庆钢;黄理浩;: "两级分凝自复叠制冷系统特性", 化工学报, no. 06, 15 June 2013 (2013-06-15) * |
谢晶等: "渔船用双级循环与复叠式制冷系统对比分析", 渔业现代化, vol. 47, no. 3, 30 June 2020 (2020-06-30), pages 64 - 71 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116798542A (zh) * | 2023-08-21 | 2023-09-22 | 浙江大学 | 复叠式制冷系统的制冷剂选择与过程优化集成设计方法 |
CN116798542B (zh) * | 2023-08-21 | 2023-11-28 | 浙江大学 | 复叠式制冷系统的制冷剂选择与过程优化集成设计方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Llopis et al. | Experimental evaluation of a CO2 transcritical refrigeration plant with dedicated mechanical subcooling | |
Morosuk et al. | Conventional thermodynamic and advanced exergetic analysis of a refrigeration machine using a Voorhees’ compression process | |
US10663201B2 (en) | CO2 refrigeration system with supercritical subcooling control | |
US9746218B2 (en) | Economized refrigeration system | |
US11680738B2 (en) | CO2 refrigeration system with high pressure valve control based on coefficient of performance | |
EP2752627B1 (en) | Refrigeration device | |
US20100083677A1 (en) | Economized refrigerant system utilizing expander with intermediate pressure port | |
CN107356007B (zh) | 一种自复叠三温变容量输出制冷系统 | |
JPH1163694A (ja) | 冷却サイクル | |
CN113137774A (zh) | 结合软件的双级压缩制冷循环热力学分析方法 | |
WO2017002377A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
CN112668070A (zh) | 结合软件的双级压缩制冷循环压焓图绘制方法 | |
WO2016166845A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
CN112651140A (zh) | 双级压缩制冷系统的*分析方法 | |
KR20080012638A (ko) | 냉동시스템 | |
de Carvalho et al. | An experimental study on the use of variable capacity two-stage compressors in transcritical carbon dioxide light commercial refrigerating systems | |
WO2016046876A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
Santosa et al. | Performance analysis of transcritical CO2 refrigeration system for supermarket application | |
CN109186141A (zh) | 一种过冷经济器控制方法、过冷控制装置及多联机系统 | |
Bergander et al. | New regenerative cycle for vapor compression refrigeration | |
JPWO2020066000A1 (ja) | 冷凍サイクル装置の室外機、冷凍サイクル装置、及び空気調和装置 | |
CN212778017U (zh) | 一种co2热泵高进水温度提高装置 | |
WO2022013982A1 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
US11326789B2 (en) | Air conditioning system and control method thereof | |
Wenzel et al. | COP improvement of a CO2 refrigeration system with an expander-compressor-unit (ecu) in subcritical and transcritical operation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |