Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích nhiệt động lực học của hệ thống cascade CO2/propylene siêu tới hạn với đơn vị tách trong chu trình HT
Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering - Tập 37 - Trang 1365-1378 - 2014
Tóm tắt
Một hệ thống cascade siêu tới hạn dựa trên chất làm lạnh tự nhiên được sử dụng cho cả làm lạnh và sưởi ấm đã được phân tích. Propylene đã được sử dụng trong chu trình nhiệt độ thấp (chu trình dưới) và carbon dioxide trong chu trình nhiệt độ cao (chu trình trên). Là một chất lỏng có nhiệt độ tới hạn thấp, hệ thống cascade CO2 siêu tới hạn cung cấp hệ số sử dụng năng lượng (EUF) thấp cho một ứng dụng cụ thể. Chu trình trên của hệ thống được trang bị một đơn vị tách và chu trình dưới là một chu trình dưới tới hạn. Cải thiện EUF 8% được quan sát thấy nhờ việc sử dụng đơn vị tách. Hệ thống bơm nhiệt–làm lạnh cascade được tối ưu hóa số học cho EUF tổng thể, nhiệt độ trung gian và tỷ lệ lưu lượng khối với sự trợ giúp của phân tích hồi quy đa tuyến. Mô hình được phát triển sau đó được sử dụng để kiểm tra ảnh hưởng của các tham số chính đối với cấu hình hệ thống dưới điều kiện EUF tối đa. Các tác động của các biến vận hành khác nhau đối với các thông số thiết kế tối ưu được thảo luận. Kết quả phân tích hiệu suất nhiệt cho chu trình cascade CO2–propylene được so sánh với các chất làm lạnh truyền thống.
Từ khóa
#chất làm lạnh tự nhiên #hệ thống cascade #phân tích nhiệt động lực học #CO2 #propylene #hệ số sử dụng năng lượng (EUF) #tối ưu hóa.Tài liệu tham khảo
Agnew B, Ameli SM (2004) A finite time analysis of a cascade refrigeration system using alternative refrigerants. Appl Therm Eng 24:2557–2565
Agrawal N, Sarkar J (2010) Performance optimization of transcritical CO2 cycle with parallel compression economization. Int J Therm Sci 49:838–843
Bansal P (2012) A review—status of CO2 as a low temperature refrigerant: fundamentals and R&D opportunities. Appl Therm Eng 41:18–29
Bhattacharyya S, Garai A, Sarkar J (2009) Thermodynamic analysis and optimization of a novel N2O–CO2 cascade system for refrigeration and heating. Int J Refrig 32:1077–1084
Bhattacharyya S, Mukhopadhyay S, Kumar A, Khurana RK, Sarkar J (2005) Optimization of a CO2–C3H8 cascade system for refrigeration and heating. Int J Refrig 28:1284–1292
Celik A (2004) Performance of Two-Stage CO2 Refrigeration Cycles. Thesis submitted to the Faculty of the Graduate School of the University of Maryland, College Park
Christensen KG, Bertilsen P (2003) Refrigeration systems in supermarket with propane and CO2-energy consumption and economy. In: 21st IIR International Congress of Refrigeration, Washington, D.C., USA
Ciro A, Angelo M (2009) Heat rejection pressure optimization for a carbon dioxide split system: an experimental study. Appl Energy 86:2373–2380
Dalkiliç AS (2012) Theoretical analysis on the prediction of performance coefficient of two-stage cascade refrigeration system using various alternative refrigerants. J Therm Sci Technol 32(1):67–79
Gupta K (1985) Numerical optimization of multi-stage cascaded refrigeration-heat pump system. J Heat Recover Syst 5(4):305–319
Hwang Y, Radermacher R (1998) Experimental evaluation of CO2 water heater. Proc Refrig Sci Technol 4:368–375
Jain V, Kachhwaha SS, Sachdeva G (2013) Thermodynamic performance analysis of a vapor compression–absorption cascaded refrigeration system. Energy Convers Manag 75:685–700
Kaushik SC, Kumar P, Jain S (2002) Performance evaluation of irreversible cascaded refrigeration and heat pump cycles. Energy Convers Manag 43(17):2405–2424
Kilicarslan A, Hosoz M (2010) Energy and irreversibility analysis of a cascade refrigeration system for various refrigerant couples. Energy Convers Manag 51(12):2947–2954
Kilicarslan A (2004) An experimental investigation of a different type vapor compression cascade refrigeration system. Appl Therm Eng 24:2611–2626
Kim SG, Kim YJ, Lee G, Kim MS (2005) The performance of a transcritical CO2 cycle with an internal heat exchanger for hot water heating. Int J Refrig 28(7):1064–1072
Kim Y, Jung W, Kang H, Yoon WJ (2013) Performance comparison between a single-stage and a cascade multi-functional heat pump for both air heating and hot water supply. Int J Refrig 36(5):1431–1441
Kruse H, Russmann H (2006) The natural fluid nitrous oxide—an option as substitute for low temperature synthetic refrigerants. Int J Refrig 29(5):799–806
Liu CT, Xie YB, Lun YL, Zhang XD (2008) Use of R290/R170 in Lieu of R22/R23 in Cascade Refrigeration Cycle. In: International Refrigeration and Air Conditioning Conference, Purdue
Marasigan AR, Nakagawa M, Matsukawa T (2010) Experimental analysis on the effect of internal heat exchanger in transcritical CO2 refrigeration cycle with two-phase ejector. Int J Refrig 34(7):1577–1586
Murthy SS, Murthy MVK (1985) Experiments on a cascaded R11-R12 vapor compression system for cogeneration of heat and cold. J Heat Recover Syst 5(6):519–526
Neksa P, Rekstad H, Zakeri GR (1997) CO2 prototype hot water heat pump characteristics, system design and experimental results. In: Proceedings of IIR Conference on Heat Pump Systems, Energy Efficiency and Global Warming, Linz, Austria
Parekh AD, Tailor PR (2012) Thermodynamic Analysis of R507A-R23 Cascade Refrigeration System. Int J Aerosp Mech Eng 6(1):35–39
Peng X, Zhang B, He Z, Xing Z, Shu P (2007) Development of a double acting free piston expander for power recovery in transcritical CO2 cycle. Appl Therm Eng 27(8–9):1629–1636
Refrigerant Reference Guide, Fourth Edition, National Refrigerants, Inc
Sarkar J, Bhattacharyya S, Ramgopal M (2004) Carbon dioxide based cascade systems for simultaneous refrigeration and heating applications. In: Proceedings of 6th IIR-Gustav Lorentzen natural working fluid conference, Galsgow
Sarkar J (2009) Cycle parameter optimization of vortex tube expansion transcritical CO2 system. Int J Therm Sci 48(9):1823–1828
United Kingdom National Inventory Report, Department of energy and climate change, Issue 1, March, 2010
White SD, Yarrall MG, Cleland DJ, Hedley RA (2002) Modelling the performance of a transcritical CO2 heat pump for high temperature heating. Int J Refrig 25:479–486
Yari M, Mahmoudi SMS (2011) Thermodynamic analysis and optimization of novel ejector-expansion TRCC (transcritical CO2) cascade refrigeration cycles (Novel transcritical CO2 cycle). Energy 36(12):6839–6850
Yu J, Ma M, Wang X (2014) Performance evaluation and optimal configuration analysis of a CO2/NH3 cascade refrigeration system with falling film evaporator–condenser. Energy Convers Manag 79:224–231
Yu J, Zhao H, Li Y (2008) Application of an ejector in autocascade refrigeration cycle for the performance improvement. Int J Refrig 31:279–286
