喷射器与压缩/喷射制冷系统性能影响因素的实验研究

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随环境污染和能源短缺问题的日益严重,进行节能环保技术研究已成为各行业的共识。在制冷行业中,由于节流阀存在较大的能量损失,致使传统制冷系统性能较低,而用喷射器代替节流阀成为回收节流损失的一种有效方式。因此,为提高制冷系统性能,开展喷射器和基于喷射器的新型压缩/喷射制冷系统性能的研究成为关键,也是制冷行业的研究热点。在本文中,研究了喷射器结构参数和系统工况参数变化对喷射器性能的影响规律;分析了结构参数和工况参数变化对制冷系统性能的影响规律;最后将压缩/喷射制冷系统性能与传统制冷系统性能进行了对比。主要研究内容与结果如下:(1)基于本实验室压缩/喷射制冷系统实验平台(制冷量15 k W),研究了喷射器结构参数对喷射器及制冷系统性能的影响。结果表明:喷射器升压比、系统制冷量和COP随喷嘴喉部直径的增加先增大后减小,在喷嘴喉部直径为1.9mm时,升压比、系统制冷量和COP最大,最优喷嘴喉部直径不随工况参数变化而改变。每一个喷嘴喉部直径都存在与之相匹配的最优喷嘴出口位置,其中,使升压比最大的喷嘴喉部直径与出口位置分别为1.9 mm和9 mm,且喷嘴喉部直径与出口位置成正比例关系,关系式为:y=-x/15+2.5。在不同工况条件下,喷射器随喷嘴出口位置的变化存在对应的有效升压范围(升压比大于1)。(2)实验研究了工况参数对喷射器及制冷系统性能的影响。结果表明:喷射器引射系数随冷凝器与高温蒸发器进水冷量和温度的增大而降低,随低温蒸发器进水温度的增大而升高;升压比随工况参数的变化规律与引射系数随工况参数的变化规律相反。系统制冷量和COP随冷凝器进水冷量、高温蒸发器进水温度和冷量以及低温蒸发器进水温度的增大而升高,随冷凝器进水温度的增大而降低;在考虑水泵功耗后,系统存在最优冷凝器进水冷量和高温蒸发器进水冷量,该最优值分别为14.66 k W和10.52 k W,所对应的冷凝器进水流量和高温蒸发器进水流量分别为2.8 m3·h-1和2.7 m3·h-1。(3)对比研究了压缩/喷射制冷系统和传统制冷系统的性能。结果表明:在相同工况条件下,压缩/喷射制冷系统COP优于传统制冷系统,COP同比提高约10.2%~27.8%。
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