Երկաստիճան կոմպրեսորային սառնարանային սկզբունքը

Երկաստիճան կոմպրեսորային սառնարանային ցիկլը սովորաբար օգտագործում է երկու կոմպրեսոր՝ ցածր ճնշման կոմպրեսոր և բարձր ճնշման կոմպրեսոր։

1.1 Սառնագենտ գազի գոլորշիացման ճնշումից խտացման ճնշման բարձրացման գործընթացը բաժանված է 2 փուլի

Առաջին փուլ՝ սկզբում ցածր ճնշման փուլի կոմպրեսորի կողմից սեղմվում է մինչև միջին ճնշում։
Երկրորդ փուլ՝ միջանկյալ ճնշման տակ գտնվող գազը միջանկյալ սառեցումից հետո բարձր ճնշման կոմպրեսորի կողմից սեղմվում է մինչև խտացման ճնշում, և փոխադարձ ցիկլն ավարտում է սառեցման գործընթացը։

Ցածր ջերմաստիճաններ արտադրելիս երկաստիճան սեղմման սառնարանային ցիկլի միջսենյակային սառեցուցիչը նվազեցնում է սառնագենտի մուտքի ջերմաստիճանը բարձր ճնշման փուլի կոմպրեսորում, ինչպես նաև նվազեցնում է նույն կոմպրեսորի ելքի ջերմաստիճանը։

Քանի որ երկաստիճան սեղմման սառնարանային ցիկլը ամբողջ սառեցման գործընթացը բաժանում է երկու փուլի, յուրաքանչյուր փուլի սեղմման հարաբերակցությունը շատ ավելի ցածր կլինի, քան միաստիճան սեղմման դեպքում, ինչը նվազեցնում է սարքավորումների ամրության պահանջները և զգալիորեն բարելավում սառնարանային ցիկլի արդյունավետությունը: Երկաստիճան սեղմման սառնարանային ցիկլը բաժանվում է միջանկյալ լրիվ սառեցման ցիկլի և միջանկյալ թերի սառեցման ցիկլի՝ ըստ տարբեր միջանկյալ սառեցման մեթոդների. եթե այն հիմնված է դրոսելային մեթոդի վրա, այն կարելի է բաժանել առաջին փուլի դրոսելային ցիկլի և երկրորդ փուլի դրոսելային ցիկլի:

1.2 Երկաստիճան սեղմման սառնագենտի տեսակներ

Երկաստիճան սեղմման սառնարանային համակարգերի մեծ մասը ընտրում է միջին և ցածր ջերմաստիճանի սառնագենտներ: Փորձարարական հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ R448A-ն և R455a-ն լավ փոխարինողներ են R404A-ի համար էներգաարդյունավետության առումով: Հիդրոֆտորածխաջրածինների այլընտրանքների համեմատ, CO2-ը, որպես էկոլոգիապես մաքուր աշխատանքային հեղուկ, հիդրոֆտորածխածնային սառնագենտների պոտենցիալ փոխարինող է և ունի լավ էկոլոգիական բնութագրեր:

Սակայն R134a-ն CO2-ով փոխարինելը կվատթարացնի համակարգի աշխատանքը, հատկապես շրջակա միջավայրի ավելի բարձր ջերմաստիճաններում, քանի որ CO2 համակարգի ճնշումը բավականին բարձր է և պահանջում է հիմնական բաղադրիչների, մասնավորապես՝ կոմպրեսորի, հատուկ մշակում։

1.3 Երկաստիճան սեղմման սառնարանային համակարգի օպտիմալացման հետազոտություն

Ներկայումս երկաստիճան սեղմման սառնարանային ցիկլի համակարգի օպտիմալացման հետազոտության արդյունքները հիմնականում հետևյալն են.
(1) Միջսառեցուցիչում խողովակների շարքերի քանակը մեծացնելիս, օդային սառեցուցիչում խողովակների շարքերի քանակը նվազեցնելը կարող է մեծացնել միջսառեցուցիչի ջերմափոխանակման մակերեսը՝ միաժամանակ նվազեցնելով օդային սառեցուցիչում խողովակների շարքերի մեծ քանակի պատճառով առաջացած օդի հոսքը: Վերադառնալով մուտքի դիրք, վերը նշված բարելավումների միջոցով միջսառեցուցիչի մուտքի ջերմաստիճանը կարող է նվազել մոտ 2°C-ով, և միևնույն ժամանակ, կարող է երաշխավորվել օդային սառեցուցիչի սառեցման ազդեցությունը:

(2) Պահեք ցածր ճնշման կոմպրեսորի հաճախականությունը հաստատուն և փոխեք բարձր ճնշման կոմպրեսորի հաճախականությունը՝ այդպիսով փոխելով բարձր ճնշման կոմպրեսորի գազի մատակարարման ծավալի հարաբերակցությունը։ Երբ գոլորշիացման ջերմաստիճանը հաստատուն է -20°C-ում, առավելագույն COP-ն կազմում է 3.374, իսկ COP-ին համապատասխանող առավելագույն գազի մատակարարման հարաբերակցությունը՝ 1.819։

(3) Համեմատելով մի քանի տարածված CO2 տրանսկրիտիկական երկաստիճան սեղմման սառնարանային համակարգեր, եզրակացվում է, որ գազային սառեցուցիչի ելքային ջերմաստիճանը և ցածր ճնշման փուլի կոմպրեսորի արդյունավետությունը մեծ ազդեցություն ունեն տվյալ ճնշման դեպքում ցիկլի վրա, ուստի եթե ցանկանում եք բարելավել համակարգի արդյունավետությունը, անհրաժեշտ է նվազեցնել գազային սառեցուցիչի ելքային ջերմաստիճանը և ընտրել բարձր աշխատանքային արդյունավետությամբ ցածր ճնշման փուլի կոմպրեսոր։