优化控制R744多喷射器双温超市制冷系统

陈威，于梅红，赵红霞

（山东大学能源与动力工程学院，山东济南250061）

引 言

由于对臭氧层的破坏，氯氟烃(CFCs)和氢氯氟烃(HCFCs)已被禁止使用[1]。为了减少化学制冷剂对环境的影响，R744 作为一种天然制冷剂，由于其性能与合成制冷剂相当，已成为合成制冷剂的重要替代品[2-6]。与传统制冷剂如HCFCs (如R22)或HFCs(如R134a 和R404A)相比，R744 是商业制冷领域中最环保的制冷剂，ODP为零，GWP值为1。它是一种无毒、不易燃、体积热容大、潜热大、热导率高、密度高、黏度低、成本低、易于获得的天然工质，具有优越的热物理性能[7-9]。

R744 是一种临界温度较低(31.1℃)、临界压力较高(73.8 bar,1 bar=105Pa)的工质[7,10]。随着环境温度的升高，R744不可避免地以较小的COP运行跨临界模式，而且对气体冷却器出口温度和压力更敏感[11]。研究表明，在温暖气候条件下，R744 载冷系统和复叠系统的COP 均高于跨临界系统。因此，在环境温度较高的国家跨临界系统的能源效率较低，应用受到很大限制。对于常规增压制冷系统(CBR)，闪蒸气体不仅不能产生制冷效果，而且增加节流损失，降低系统的COP。平行压缩制冷系统(PCR)可以通过高温压缩机直接压缩闪蒸气到气体冷却器/冷凝器,这样高温压缩机具有较高的吸入压力,较小的压力比和更高的效率[12]。尽管PCR系统可以减少由闪蒸气引起的节流损失，但是在从气体冷却器到中压储液器的节流过程中仍然存在巨大的节流损失。

为了回收节流损失，许多学者提出在常规增压制冷系统的基础上增加喷射器或膨胀机，以达到回收部分膨胀功的目的[13]。……