Le cycle de réfrigération à compresseur à deux étages utilise généralement deux compresseurs, à savoir un compresseur basse pression et un compresseur haute pression.
1.1 Le processus d'augmentation de la pression d'évaporation du gaz réfrigérant à la pression de condensation est divisé en 2 étapes
Le premier étage : Comprimé à la pression intermédiaire par le compresseur de l'étage basse pression en premier :
Deuxième étape : le gaz sous pression intermédiaire est encore comprimé jusqu'à la pression de condensation par le compresseur haute pression après refroidissement intermédiaire, et le cycle alternatif complète un processus de réfrigération.
Lors de la production de basses températures, le refroidisseur intermédiaire du cycle de réfrigération à compression à deux étages réduit la température d'entrée du réfrigérant dans le compresseur à étage haute pression et réduit également la température de refoulement du même compresseur.
Comme le cycle de réfrigération à compression à deux étages divise l'ensemble du processus de réfrigération en deux étapes, le taux de compression de chaque étage est bien inférieur à celui d'une compression à un étage, ce qui réduit les exigences de résistance des équipements et améliore considérablement l'efficacité du cycle de réfrigération. Le cycle de réfrigération à compression à deux étages est divisé en un cycle de refroidissement intermédiaire complet et un cycle de refroidissement intermédiaire incomplet selon les différentes méthodes de refroidissement intermédiaire ; s'il est basé sur la méthode de régulation, il peut être divisé en un premier cycle de régulation et un deuxième cycle de régulation.
1.2 Types de réfrigérants à compression à deux étages
La plupart des systèmes de réfrigération à compression biétagée utilisent des réfrigérants à moyenne et basse température. Des recherches expérimentales montrent que le R448A et le R455a constituent de bons substituts au R404A en termes d'efficacité énergétique. Comparé aux alternatives aux hydrofluorocarbures, le CO₂, en tant que fluide de travail respectueux de l'environnement, constitue un substitut potentiel aux hydrofluorocarbures et présente de bonnes caractéristiques environnementales.
Mais le remplacement du R134a par du CO2 détériorera les performances du système, en particulier à des températures ambiantes plus élevées, la pression du système au CO2 est assez élevée et nécessite un traitement spécial des composants clés, en particulier le compresseur.
1.3 Recherche d'optimisation sur la réfrigération à compression à deux étages
À l’heure actuelle, les résultats de la recherche d’optimisation du système de cycle de réfrigération à compression à deux étages sont principalement les suivants :
(1) L'augmentation du nombre de rangées de tubes dans l'échangeur intermédiaire et la réduction de celui-ci dans le refroidisseur d'air permettent d'augmenter la surface d'échange thermique de l'échangeur et de réduire le débit d'air dû à ce nombre important. Concernant l'admission, ces améliorations permettent de réduire la température d'admission de l'échangeur intermédiaire d'environ 2 °C, tout en garantissant l'efficacité du refroidissement.
(2) Maintenir la fréquence du compresseur basse pression constante et modifier celle du compresseur haute pression, ce qui modifie le rapport de débit de gaz du compresseur haute pression. À température d'évaporation constante (-20 °C), le COP maximal est de 3,374 et le rapport de débit de gaz maximal correspondant est de 1,819.
(3) En comparant plusieurs systèmes de réfrigération à compression transcritique à deux étages au CO2 courants, on conclut que la température de sortie du refroidisseur de gaz et l'efficacité du compresseur à basse pression ont une grande influence sur le cycle à une pression donnée, donc si vous voulez Pour améliorer l'efficacité du système, il est nécessaire de réduire la température de sortie du refroidisseur de gaz et de sélectionner un compresseur à basse pression avec une efficacité de fonctionnement élevée.
Date de publication : 22 mars 2023