不同制冷劑噴射制冷性能計算分析
王菲，沈勝強
(大連理工大學(xué)海洋能源利用與節能教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，遼寧大連116024)
摘要：引入制冷劑的實(shí)際物性，建立了噴射器熱力學(xué)模型;比較了沸點(diǎn)相近工質(zhì)在噴射器內的壓力和速度變化趨勢及噴射系數，探討了引起噴射器性能差異的主要物性因素;比較了幾組具有相近沸點(diǎn)制冷劑的噴射制冷性能。結果表明：對沸點(diǎn)相近的工質(zhì)來(lái)說(shuō)，一般工作蒸氣的比焓值越商。噴射系數越高;沸點(diǎn)相近的工質(zhì)對中，R717的性能優(yōu)于R290，R152a優(yōu)于R134a，R14】b優(yōu)于R123，R142b優(yōu)于R600af在研究的所有制冷劑中，R717的制冷性能z*好，R152a次之，兩者的c0P(性能系數)值差隨發(fā)生溫度的升高而增大。
關(guān)鍵詞：噴射式制冷;噴射系數;COP;制冷劑
中圖分類(lèi)號：TK 511+.3 文獻標識碼：A 文章編號：0438—1157(2010)02一0275一06
Calculation and analysis for an ej ector refrigeration
system with VariOus refrigerants
WANG Fei，SHEN Shengqiang
Abstract： A thermodynamic model of ej ector was established by introducing refrigerant property.Thechange in pressure and temperature in the ejector and the entrainment ratio of ejector for seVeralrefrigerants with similar normal boiling point were compared，and the difference in injector performancewas analyzed according to refrigerant properties.The refrigeration performances of seVeral pairs ofrefrigerants with similar normal boiling points were also compared.The results indicate that higher specific enthalpy of driving vapor results in higher entrainment ratio of ejector.Among the refrigerants studied， R7 1 7 gives the best perfofmance and R1 52a takes the second place，and their COP difference increases with generation temperature.
Key words：ejector refrigeration;entrainment ratio;COP;refrigerant
引言
噴射式制冷系統利用低品位能源，如太陽(yáng)能、地熱能、工業(yè)廢熱等作為驅動(dòng)源，提高了能源有效利用程度，且系統簡(jiǎn)單、運動(dòng)部件少、維護方便，是一種值得發(fā)展的制冷方式。但這種系統的效率相比其他系統來(lái)說(shuō)偏低。噴射制冷系統的性能除受自身的運行工作參數及噴射器的幾何結構影響外，還受到制冷劑的較大影響。因此，恰當選擇制冷工質(zhì)是改善噴射制冷系統效率的有效措施。該研究方向也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。Sun[1]比較了包含氟里昂工質(zhì)在內的11種工質(zhì)的性能，結果發(fā)現噴射制冷機以水為工質(zhì)時(shí)的COP值非常低，以R152a為工質(zhì)時(shí)可獲得較好的性能;Dorantes等‘2]在實(shí)驗的基礎上提出了預測純工質(zhì)和非共沸混合物噴射器性能的經(jīng)驗公式;Selvaraju等睜41比較了噴射制冷系統以R134a、R152a、R290、R600a和R717這幾種制冷劑為工質(zhì)時(shí)的臨界性能。Holton[5]的實(shí)驗結果表明，當采用分子量較大的工質(zhì)時(shí)，噴射器的性能較好;Invernizzi等L60s*次嘗試根據制冷劑的臨界溫度和分子復雜度來(lái)對噴射制冷循環(huán)的工質(zhì)進(jìn)行熱力學(xué)優(yōu)化;鄭愛(ài)平[71通過(guò)對噴射式制冷機的幾種制冷工質(zhì)的理論分析和熱力計算，找到了各種工質(zhì)的z*佳應用溫度范圍，并篩選出了R600a是比較理想的制冷工質(zhì);王倩等【8j對比了R141b、R123和R11的熱力性質(zhì)，并對R141b和R123進(jìn)行了噴射制冷循環(huán)實(shí)驗，理論分析和實(shí)驗數據表明，R141b是比較理想的噴射制冷工質(zhì)。
根據制冷劑的物性表，具有相近標準沸點(diǎn)的制冷劑在相同工況下的發(fā)生器壓力、冷凝壓力和蒸發(fā)壓力也較接近。例如R11、R123和R141b這3種工質(zhì)有相近的沸點(diǎn)和物性，研究者們已開(kāi)始選擇后兩者作為氟噴制冷循環(huán)的替代物。本文引入制冷劑的實(shí)際物性，建立了噴射器的熱力學(xué)性能模型，在環(huán)保型制冷劑中，探討了沸點(diǎn)相近工質(zhì)噴射系數存在差異的原因，比較了幾組具有相近沸點(diǎn)工質(zhì)的噴射制冷性能，z*后比較了具有z*優(yōu)制冷性能的兩種工質(zhì)在不同工況下的性能。
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