采用不同制冷工质组合的双级复叠式制冷系统流程模拟分析

满林香

【摘 要】利用Aspen HYSYS建立双级复叠式制冷系统流程模型，模拟分析冷凝蒸发器温度对系统制冷性能的影响，以及多种不同工质的复叠式制冷系统的制冷性能。结果表明，存在一个最佳的冷凝蒸发器温度使得系统制冷性能最好，在-40～-80℃蒸发温度范围内，复叠式制冷系统采用NH3/CO2工质比采用传统的R22/R23、R22/R13制冷性能更好。

【关键词】复叠式制冷系统；流程模拟；Aspen HYSYS；工质

【中图分类号】TB657 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）04-0128-02

0 引言

复叠式制冷系统通常由2个或者2个以上不同制冷剂的单级或者多级制冷系统组合而成[1]。在对温度要求较低的制冷场合中，适合采用复叠式制冷系统。通常在-40 ～-120 ℃温度范围内可以采用双级复叠式制冷系统。传统的双级复叠式制冷系统所用的工质组合主要有R22/R13、R22/R23、R22/R12等[2]，由于这些工质基本是氟利昂，对臭氧层有巨大的破坏力，且会产生强烈的温室效应，因此被环保节能的制冷剂替代是大势所趋。宁静红[3]、王炳明[4]、沈九兵[5]等人分别对R290/CO2、NH3/CO2、R134a/CO2复叠式制冷系统进行过实验研究，证实了复叠式制冷系统采用环保工质的可行性。本文分别用流程模拟软件Aspen HYSYS对采用环保工质组合NH3 /CO2、R290/CO2、R134a/CO2、R600a/

CO2、R290/R1150及传统工质组合R22/R23、R22/R13的双级复叠式制冷系统进行模拟分析。

1 双级复叠式制冷系统流程模型建立

根据双级复叠式制冷系统原理，在Aspen HYSYS中建立流程模型（如图1所示），图1中循环1-2-3-4-1为高温级循环、循环5-6-7-8-5为低温级循环。

物性包计算方法选择Peng-Robinson，组分分别选择需要模拟计算的工质组合，并对计算条件约束如下：①物流2、物流6状态为饱和液体；……