这个例子模拟了一个蒸汽-压缩制冷循环,其中循环的高压部分在超临界流体区域运行。制冷剂是二氧化碳(CO2),在本应用中也称为R744。
压缩机驱动的CO 2通过循环流动,提高高于临界压力的压力。气体冷却器废品从高压二氧化碳对环境的热交换。因为二氧化碳是在超临界状态,它不会冷凝和温度的降低。膨胀阀中的压力下降,导致一些CO2蒸发。该两相混合物通过蒸发器,从隔室吸收热量,直到它被过热。内部热交换器转移循环的热侧和冷侧之间的一些热量,以提高循环的效率。
该图显示质量流量,等熵压缩机输入功率和热流量的循环。气体冷却器和蒸发器的热流量表示排热和循环的热吸收,而IHX热流速是由内部热交换器内循环的热传递。
该图显示在循环中的不同点处的压力和温度。在保持在约3.5兆帕的蒸发器压力和气体冷却器压力名义上是约10兆帕,其高于7.4兆帕的CO 2(R744)临界压力。因此,这是一个跨临界制冷循环。气体冷却器压力响应于变化的环境温度而变化。在较低的环境温度下,气体冷却器压力可能下降到亚临界压力。
由于两相混合物进入蒸发器,蒸发器入口温度T5也是饱和温度。因此T6 - T5代表蒸发器内过热,由膨胀阀控制。
此图显示了压缩机压与在不同的轴速度的流动曲线。转轴这里不作为模型;控制器直接设置轴速度来产生所需的流速。
这张图显示了跨临界制冷循环中流体状态随时间的变化。循环中的6个点分别为压缩机入口、冷凝器入口、内热交换器热侧入口、膨胀阀入口、蒸发器入口、内热交换器冷侧入口,在模型中通过传感器S1 ~ S6进行测量。测量结果是在一个压力-焓图上。等高线是二氧化碳的等温线(R744)。
下面的两个图分别绘制CO 2(R744)的流体性质作为压力(p)和归一化的内部能量(unorm)的函数,并作为压力(p)和特定的内部能量(u)的一个函数,。流体是
过冷液体时-1 <= unorm <0;
两相混合物时,0 <= unorm <= 1;
当1 < unorm <= 2时过热蒸汽。
流体性质数据被提供为在p和unorm的矩形网格。因此,在P换算的网格和u是非矩形。
流体性质数据可以发现的CO 2(R744)CO2PropertyTables.mat
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