Применение метода полуэмпирического моделирования к двухступенчатому ротационному компрессору CO₂
- Авторы: Vega J.1, Cuevas C.2, Dickes R.1, Lemort V.1
-
Учреждения:
- University of Liège, Energy Systems Research Unit
- University of Concepción, Mechanical Engineering Department
- Выпуск: Том 112, № 4 (2023)
- Страницы: 205-214
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://bakhtiniada.ru/0023-124X/article/view/267761
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF635348
- ID: 267761
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Двухступенчатые ротационные компрессоры CO₂ в настоящее время используются в холодильных установках и тепловых насосах, в том числе иногда со впрыском пара (цикл с экономайзером). Для прогнозирования и оптимизации производительности цикла возникает необходимость в правильной оценке эффективности компрессора с помощью быстрой вычислительной модели. В этой связи для описания двухступенчатых ротационных компрессоров в данной работе был применен инновационный подход на основе существующего полуэмпирического моделирования. Модель была проверена на основе экспериментальных данных компрессора CO₂, доступных в открытой литературе, которые дают максимальную погрешность около ±3% для массового расхода и ±1,82% для прогнозирования потребляемой мощности.
Кроме того, проведена калибровка упрощенной одноступенчатой модели, необходимая для анализа, сложности модели, и выявления ключевых элементов моделирования и элементов, которыми можно пренебречь. Обнаружено, что это увеличивает погрешность прогнозирования производительности компрессора. Проведен анализ модели, чтобы определить неэффективность, которую вносит каждый из рассматриваемых физических эффектов.
Настоящая статья представляет собой перевод статьи Vega J, Cuevas C, Dickes R, Lemort V. Применение метода полуэмпирического моделирования к двухступенчатому ротационному компрессору CO2.
In: Proceedings of the 9th IIR Conference on the Ammonia and CO2 Refrigeration Technologies. Ohrid: IIF/IIR, 2021.
DOI: 10.18462/iir.nh3-co2.2021.0027 Публикуется с разрешения правообладателя.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Javier Vega
University of Liège, Energy Systems Research Unit
Автор, ответственный за переписку.
Email: jivega@uliege.be
Чили, Льеже, 4000
Cristian Cuevas
University of Concepción, Mechanical Engineering Department
Email: crcuevas@udec.cl
ORCID iD: 0000-0002-7683-1199
Чили, Консепсьон
Rémi Dickes
University of Liège, Energy Systems Research Unit
Email: jivega@uliege.be
Бельгия, Льеже, 4000
Vincent Lemort
University of Liège, Energy Systems Research Unit
Email: crcuevas@udec.cl
Бельгия, Льеже, 4000
Список литературы
- Gullo P., Hafner A., Banasiak K. Transcritical R744 refrigeration systems for supermarket applications: Current status and future perspectives // International Journal of Refrigeration. 2018. Vol. 93. P. 269–310.
- Mizuno H., Murakami K., Kawanishi A., et al. Development of HCCV1001 Commercial Condensing Unit Employing CO₂ as Natural Refrigerant // Mitsubishi Heavy Industries Technical Review. 2017. Vol. 54 N. 2. P. 29–32.
- Tashibana H. Introduction of Panasonic New CO₂ refrigeration system (Technical Part). In: Apr. 20th 2016 Panasonic Corporation Appliances Company Refrigeration and Air-Conditioning Devices Business Division. 2016.
- Baek C., Heo J., Jung J., et al. Effects of vapor injection techniques on the heating performance of a CO₂ heat pump at low ambient temperatures // International Journal of Refrigeration. 2014. Vol. 43. P. 26–35.
- Chung H.J., Baek C., Kang H., et al. Performance evaluation of a gas injection CO₂ heat pump according to operating parameters in extreme heating and cooling conditions // Energy. 2018. Vol. 154. P. 337–345.
- Pitarch M., Navarro-Peris E., Gonzalvez J., Corberan J.M. Analysis and optimisation of different two-stage transcritical carbon dioxide cycles for heating applications // International Journal of Refrigeration. 2016. Vol. 70. P. 235–242.
- Hwang Y.H., Celik A., Radermacher R. Performance of CO₂ Cycles with a Two-Stage Compressor // Purdue e-Pubs. 2004. P. R105.
- Cavallini A., Cecchinato L., Corradi M., et al. Two-stage transcritical carbon dioxide cycle optimisation: A theoretical and experimental analysis // International Journal of Refrigeration. 2005. Vol. 28. P. 1274–1283.
- Cecchinato L., Chiarello M., Corradi M., et al. Thermodynamic analysis of different two-stage transcritical carbon dioxide cycles // International Journal of Refrigeration. 2009. Vol. 32. P. 1058–1067.
- Winandy E.L., Lebrun J. Scroll compressors using gas and liquid injection: experimental analysis and modelling // International Journal of Refrigeration. 2002. Vol. 25. P. 1143–1156.
- Lemort V., Quoilin S., Cuevas C., Lebrun J. Testing and modeling a scroll expander integrated into an Organic Rankine Cycle // Applied Thermal Engineering. 2009. Vol. 29. P. 3094–3102.
- Dardenne L., Fraccari E., Maggioni A., et al. Semi-empirical modelling of a variable speed scroll compressor with vapour injection // International Journal of Refrigeration. 2015. Vol. 54. P. 76–87.
- Molinaroli L., Joppolo C.M., Antonellis S.D. A semi-empirical model for hermetic rolling piston compressors // International Journal of Refrigeration. 2017. Vol. 79. P. 226–237.
- Giuffrida A. A semi-empirical method for assessing the performance of an open-drive screw refrigeration compressor // Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 93. P. 813–823.
- Zhang L., Yang M., Huang X. Performance Comparison of Singlestage and Two-stage Rotary CO₂ Compressor // Purdue e-Pubs. 2016. P. 2473.
Дополнительные файлы
