压缩机喷气增焓系统的优化设计研究.docVIP

涡旋式压缩机喷气增焓系统的 热力学分析及优化设计研究 山东华宇职业技术学院 戎卫国1 贾莹2 1山东华宇职业技术学院，山东德州，253034 2山东华宇职业技术学院，山东德州，253034 摘　要：对涡旋式制冷压缩机喷气增焓系统循环过程进行了热力学分析,指出了影响涡旋式制冷压缩机喷气增焓系统性能的主要因素和影响规律,并对涡旋式制冷压缩机喷气增焓系统的优化设计进行了研究。 关键词: 涡旋式制冷压缩机;喷气增焓;热力学分析;优化设计 Abstract：Carry on thermodynamics analysis vs the circular of blew out gas to increase enthalpy system the whirlpool type system air - cooling compressor，Pointed out the main factor and impact law to effect the whirlpool type system air - cooling compressor to blow out gas of increasing the enthalpy system performance。Combine to turn a design to carry on a search blow out gas to increase enthalpy system vs the whirlpool type system air - cooling compressor of excellent. Keyword ：The whirlpool type system air - cooling compressor；Blow out gas to increase enthalpy；The thermodynamics is analytical；Is excellent to turn a design 1　前言 空气源热泵以消耗一定高品质能量为代价，利用环境中的低品质热能供热，实现了能量利用过程的能质匹配，供热量大部分取自室外空气又还给空气，对环境基本没有污染，是一种最有竞争力的节能、环保技术。 但空气源热泵供暖受低温环境温度影响,随着低温环境温度的降低其供热效果降低，以至于无法启动运行。 为使热泵在低温环境中高效、安全运行,人们进行了许多技术研发和改进，其中目前应用较多的是采用带经济器涡旋压缩机循环系统，又名喷气增焓(或补气增焓)系统，但是涡旋式制冷压缩机喷气增焓系统的热力学分析却较少，影响了该项技术的深入研究和推广利用。 2　涡旋压缩机喷气增焓系统的热力学分析 2.1涡旋压缩机喷气增焓系统 喷气增焓系统又称经济器系统, 分为一次节流和二次节流系统.图1示出了二次节流涡旋压缩机喷气增焓系统的循环过程。一般单级制热循环为1-2-3-4-5-1，采用喷气增焓技术的二次节流制热循环与传统制热循环的主要区别在于：从冷凝器出来后的高压制冷剂液体分为两路：制冷回路和补气回路。其中，2′-4冷凝过程，4-6绝热节流过程，6-7补气吸热蒸发过程，6-4′制冷剂蒸气冷凝放热过程，4′-5′制冷剂蒸气绝热节流过程，5′-1制冷剂蒸气蒸发吸热过程，1-8压缩机的压缩过程，8-9-7制冷蒸气与补气蒸气混和过程，9-2′压缩过程。应该指出的是对于采用喷气增焓技术的制热循环，每个过程线所代表的循环工质的数量并不完全相同。 图1（a） 喷气增焓制热循环流程图 图1（b）喷气增焓制热循环压-焓图 2.2 涡旋压缩机喷气增焓系统的热力学分析 对于涡旋压缩机喷气增焓循环系统的热力学分析首先需要确定与传统的普通单级压缩制热循环系统的比较基准。在以下的分析中以二次节流循环为例, 取两种循环过程中蒸发器制冷剂循环量相同。若取对于蒸发器每kg循环工质的补气量为αkg,则对喷气增焓制热循环过程的热力学分析如下： 2.2.1蒸发器制冷量 对照图1（b）所示，喷气增焓系统的制冷量为： （1） 根据经济器的能量平衡关系式，又可以进一步写出： （2） 将（2）式代回（1）式，则有： （3） 由于：,所以： （4） 分析上述公式可以看出：采用喷气增焓技术后，循环工质在蒸发器的吸热量量可以看作由两部分组成，补气部分工质的吸热量为（3）式右边第一部分；其余部分为工质在蒸发压力下吸热量，吸热量为（3）式右边第二部分。在蒸发器循环工质数量相同的情况下，二次节流喷气增焓制热循环与普通单级压缩热泵循环相比蒸发器吸热量每循环工质增加了。 2.2.2压缩机的耗功量