द्वि-स्तरीय कंप्रेसर प्रशीतन तत्त्व

द्वि-स्तरीय कंप्रेसर रेफ्रिजरेशन चक्रात सामान्यतः दोन कंप्रेसर वापरले जातात, म्हणजेच एक कमी-दाबाचा कंप्रेसर आणि एक उच्च-दाबाचा कंप्रेसर.

१.१ रेफ्रिजरंट वायूचा बाष्पीभवन दाबापासून संघनन दाबापर्यंत वाढ होण्याची प्रक्रिया २ टप्प्यांमध्ये विभागली जाते.

पहिला टप्पा: सर्वप्रथम कमी दाबाच्या टप्प्यातील कंप्रेसरद्वारे मध्यवर्ती दाबापर्यंत संकुचित केले जाते:
दुसरा टप्पा: मध्यवर्ती दाबाखाली असलेल्या वायूला मध्यवर्ती शीतलीकरणानंतर उच्च-दाब कंप्रेसरद्वारे संघनन दाबापर्यंत आणखी संकुचित केले जाते आणि प्रत्यागामी चक्राने प्रशीतन प्रक्रिया पूर्ण होते.

कमी तापमान निर्माण करताना, द्वि-स्तरीय संपीड़न प्रशीतन चक्राचा इंटरकूलर उच्च-दाब टप्प्यातील कंप्रेसरमधील प्रशीतकाचे प्रवेश तापमान कमी करतो आणि त्याच कंप्रेसरचे निर्गमन तापमान देखील कमी करतो.

द्वि-स्तरीय संपीडन प्रशीतन चक्र संपूर्ण प्रशीतन प्रक्रियेला दोन टप्प्यांमध्ये विभागते, त्यामुळे प्रत्येक टप्प्याचे संपीडन गुणोत्तर एकल-स्तरीय संपीडनापेक्षा खूपच कमी असते. यामुळे उपकरणांच्या मजबुतीची आवश्यकता कमी होते आणि प्रशीतन चक्राची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारते. द्वि-स्तरीय संपीडन प्रशीतन चक्राचे विभाजन वेगवेगळ्या मध्यवर्ती शीतलन पद्धतींनुसार मध्यवर्ती संपूर्ण शीतलन चक्र आणि मध्यवर्ती अपूर्ण शीतलन चक्रात केले जाते; जर ते थ्रॉटलिंग पद्धतीवर आधारित असेल, तर त्याचे विभाजन प्रथम-स्तरीय थ्रॉटलिंग चक्र आणि द्वितीय-स्तरीय थ्रॉटलिंग चक्रात केले जाऊ शकते.

१.२ दोन-टप्प्यांच्या संपीडन रेफ्रिजरंटचे प्रकार

बहुतेक द्वि-स्तरीय संपीडन प्रशीतन प्रणालींमध्ये मध्यम आणि कमी तापमानाचे प्रशीतक निवडले जातात. प्रायोगिक संशोधनातून असे दिसून येते की ऊर्जा कार्यक्षमतेच्या बाबतीत R448A आणि R455a हे R404A साठी चांगले पर्याय आहेत. हायड्रोफ्लोरोकार्बन्सच्या पर्यायांच्या तुलनेत, CO2, एक पर्यावरणपूरक कार्यकारी द्रव म्हणून, हायड्रोफ्लोरोकार्बन प्रशीतकांसाठी एक संभाव्य पर्याय आहे आणि त्यात चांगली पर्यावरणीय वैशिष्ट्ये आहेत.

परंतु R134a ऐवजी CO2 वापरल्यास सिस्टीमची कार्यक्षमता खालावेल, विशेषतः जास्त वातावरणीय तापमानात, CO2 सिस्टीमचा दाब खूप जास्त असतो आणि महत्त्वाच्या घटकांवर, विशेषतः कंप्रेसरवर, विशेष प्रक्रिया करणे आवश्यक असते.

१.३ द्वि-स्तरीय संपीडन प्रशीतनावरील इष्टतमीकरण संशोधन

सध्या, द्वि-स्तरीय संपीडन प्रशीतन चक्र प्रणालीच्या इष्टतमीकरण संशोधनाचे निष्कर्ष मुख्यत्वे खालीलप्रमाणे आहेत:
(1) इंटरकूलरमधील ट्यूबच्या रांगांची संख्या वाढवताना, एअर कूलरमधील ट्यूबच्या रांगांची संख्या कमी केल्याने इंटरकूलरचे उष्णता विनिमय क्षेत्र वाढू शकते, तसेच एअर कूलरमधील ट्यूबच्या रांगांच्या जास्त संख्येमुळे होणारा हवेचा प्रवाह कमी होतो. त्याच्या इनलेटबद्दल बोलायचे झाल्यास, वरील सुधारणांमुळे, इंटरकूलरचे इनलेट तापमान सुमारे 2°C ने कमी केले जाऊ शकते आणि त्याच वेळी, एअर कूलरच्या शीतलन परिणामाची हमी दिली जाऊ शकते.

(2) कमी दाबाच्या कंप्रेसरची वारंवारता स्थिर ठेवा आणि उच्च दाबाच्या कंप्रेसरची वारंवारता बदला, ज्यामुळे उच्च दाबाच्या कंप्रेसरच्या वायू वितरण प्रमाणाचे गुणोत्तर बदलते. जेव्हा बाष्पीभवन तापमान -20°C वर स्थिर असते, तेव्हा कमाल COP 3.374 असतो आणि COP शी संबंधित कमाल वायू वितरण गुणोत्तर 1.819 असतो.

(3) अनेक सामान्य CO2 ट्रान्सक्रिटिकल टू-स्टेज कॉम्प्रेशन रेफ्रिजरेशन सिस्टीमची तुलना केल्यावर असा निष्कर्ष निघतो की, दिलेल्या दाबावर गॅस कूलरचे आउटलेट तापमान आणि लो-प्रेशर स्टेज कंप्रेसरची कार्यक्षमता यांचा सायकलवर मोठा प्रभाव पडतो, म्हणून जर तुम्हाला सिस्टीमची कार्यक्षमता सुधारायची असेल, तर गॅस कूलरचे आउटलेट तापमान कमी करणे आणि उच्च ऑपरेटिंग कार्यक्षमतेचा लो-प्रेशर स्टेज कंप्रेसर निवडणे आवश्यक आहे.