不同制冷劑噴射制冷性能計算分析
王菲，沈勝強
(大連理工大學海洋能源利用與節能教育部重點實驗室，遼寧大連116024)
摘要：引入制冷劑的實際物性，建立了噴射器熱力學模型;比較了沸點相近工質在噴射器內的壓力和速度變化趨勢及噴射系數，探討了引起噴射器性能差異的主要物性因素;比較了幾組具有相近沸點制冷劑的噴射制冷性能。結果表明：對沸點相近的工質來說，一般工作蒸氣的比焓值越商。噴射系數越高;沸點相近的工質對中，R717的性能優于R290，R152a優于R134a，R14】b優于R123，R142b優于R600af在研究的所有制冷劑中，R717的制冷性能z*好，R152a次之，兩者的c0P(性能系數)值差隨發生溫度的升高而增大。
關鍵詞：噴射式制冷;噴射系數;COP;制冷劑
中圖分類號：TK 511+.3 文獻標識碼：A 文章編號：0438—1157(2010)02一0275一06
Calculation and analysis for an ej ector refrigeration
system with VariOus refrigerants
WANG Fei，SHEN Shengqiang
Abstract： A thermodynamic model of ej ector was established by introducing refrigerant property.Thechange in pressure and temperature in the ejector and the entrainment ratio of ejector for seVeralrefrigerants with similar normal boiling point were compared，and the difference in injector performancewas analyzed according to refrigerant properties.The refrigeration performances of seVeral pairs ofrefrigerants with similar normal boiling points were also compared.The results indicate that higher specific enthalpy of driving vapor results in higher entrainment ratio of ejector.Among the refrigerants studied， R7 1 7 gives the best perfofmance and R1 52a takes the second place，and their COP difference increases with generation temperature.
Key words：ejector refrigeration;entrainment ratio;COP;refrigerant
引言
噴射式制冷系統利用低品位能源，如太陽能、地熱能、工業廢熱等作為驅動源，提高了能源有效利用程度，且系統簡單、運動部件少、維護方便，是一種值得發展的制冷方式。但這種系統的效率相比其他系統來說偏低。噴射制冷系統的性能除受自身的運行工作參數及噴射器的幾何結構影響外，還受到制冷劑的較大影響。因此，恰當選擇制冷工質是改善噴射制冷系統效率的有效措施。該研究方向也成為近年來的研究熱點。Sun[1]比較了包含氟里昂工質在內的11種工質的性能，結果發現噴射制冷機以水為工質時的COP值非常低，以R152a為工質時可獲得較好的性能;Dorantes等‘2]在實驗的基礎上提出了預測純工質和非共沸混合物噴射器性能的經驗公式;Selvaraju等睜41比較了噴射制冷系統以R134a、R152a、R290、R600a和R717這幾種制冷劑為工質時的臨界性能。Holton[5]的實驗結果表明，當采用分子量較大的工質時，噴射器的性能較好;Invernizzi等L60s*次嘗試根據制冷劑的臨界溫度和分子復雜度來對噴射制冷循環的工質進行熱力學優化;鄭愛平[71通過對噴射式制冷機的幾種制冷工質的理論分析和熱力計算，找到了各種工質的z*佳應用溫度范圍，并篩選出了R600a是比較理想的制冷工質;王倩等【8j對比了R141b、R123和R11的熱力性質，并對R141b和R123進行了噴射制冷循環實驗，理論分析和實驗數據表明，R141b是比較理想的噴射制冷工質。
根據制冷劑的物性表，具有相近標準沸點的制冷劑在相同工況下的發生器壓力、冷凝壓力和蒸發壓力也較接近。例如R11、R123和R141b這3種工質有相近的沸點和物性，研究者們已開始選擇后兩者作為氟噴制冷循環的替代物。本文引入制冷劑的實際物性，建立了噴射器的熱力學性能模型，在環保型制冷劑中，探討了沸點相近工質噴射系數存在差異的原因，比較了幾組具有相近沸點工質的噴射制冷性能，z*后比較了具有z*優制冷性能的兩種工質在不同工況下的性能。
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