一种五级自动复叠制冷系统的初步试验研究

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1、第32卷第期制冷学报Vol.32,No.120年2月JournalofRefrigerationFebruary.2011文章编号：0253-4339(2011)01-0028-05DOI编码：10.3969/j.issn.0253-4339.2011.01.028一种五级自动复叠制冷系统的初步试验研究赵巍张海东张华(上海理工大学制冷技术研究所上海200093)摘要提出了一种五级自动复叠制冷循环，根据不同的系统采用不同的制冷工质和不同的混合配比，可以获得不同的蒸发温度，分析了非共沸混合工质的组分选取原则并选取了组分，探讨了适用于自动复叠制冷系统混合工质计算的方法，根据要求

2、选择了R22、R23、R14、R740和R728五种制冷工质作为系统循环工质，对混合工质的配比进行了模拟计算，得出了理论模拟最优配比并通过试验研究加以比较确定。关键词热工学；自动复叠制冷；混合工质；组分选取；模拟计算；最优配比+中图分类号：TB657;TB615文献标识码：ATheExploratoryResearchonMixedRefrigerantsofAFive-StageAutocascadeRefrigerationSystemZhaoWeiZhangHaidongZhangHua(InstituteofRefrigerationTechnology,Univers

3、ityofShanghaiforScienceandTechnology,ShangHai,200093)AbstractAfive-stageAuto-cascaderefrigerationcycle(ARC)isbroughtforward.Accordingtotheexperiencesthatdifferentsystemswithdifferentcomponentsandproportionofmixedrefrigerantscanresultindifferentevaporatingtemperature,thecomponentsselectingpri

4、ncipleofnon-azeotropicmixed-refrigerantsisanalyzedandthecomponentsareselected.ThecalculatedmethodsofmixturesinARCsystemisdiscussed.R22,R23,R14,R740andR728areselectedasrefrigerantsinthissystembasedontherequestedconditions.Numericalsimulationhasbeendonetogetanoptimizationratioofmixture,whichis

5、validatedbyfurthercomparisonthroughtheexperimentation.KeywordsAuto-cascaderefrigeration;Mixed-refrigerants;Componentsselecting;Numericalsimulation;Optimizationratio自动复叠制冷系统采用非共沸混合工质，通目前，有关ARC循环的混和工质的理论方面过单台压缩机可以制取-60℃以下的低温，具有结仍处于探索阶段，其组分选择和最佳配比大多依靠构简单、高可靠性、长寿命等一系列的优势，并广试验来确定，操作成本较高。根据前期的设计经验

6、泛应用于低温电子、低温医学、低温生物、军工、和实验结果，结合ARC循环的特点，尝试适合本[1,2]红外线探测等方面。一般-40~-80℃采用双级自课题制冷温区的混和工质的确定方法。动复叠制冷系统；-80~-120℃采用三级自动复叠1.1混合工质组分的选择制冷系统；-100~-160℃采用四级自动复叠制冷系[3]用于ARC循环的非共沸混合工质在循环过程统。而制取的温度越低，系统运行的压力越高，中有其独特性的一面：自动实现各组分的分凝、分对工质选择要求也越高，不仅要考虑其蒸发温度、离和混合的过程。凝固点温度、化学稳定性、毒性等，而且要考虑到在选取制冷工质要结合其特点进行选择的同系统

7、运行的稳定性；本文针对为了获得液氮温区的时考虑到碳氢化合物的可燃性以及运行压力高等制冷温度，选择单级压缩、四级分凝、五级复叠制因素，结合液氮温区的制冷温度，选择了符合上冷循环作为本课题的方案，如图1所示，在进行进述要求的六种工质：R134a、R22、R23、R14、一步的试验研究前的首要问题就是确定混合工质的R740、R728，其中不含有碳氢化合物以及被禁用组分与配比的计算。的氟利昂制冷剂，主要热物性质通过NIST模拟以1混合工质组分的选择与配比的初步及coolpack软件查得如表1所示。适