De Kompressor-Kältezyklus mat zwee Stufen benotzt normalerweis zwéi Kompressoren, nämlech en Nidderdrockkompressor an en Héichdrockkompressor.
1.1 De Prozess vum Opstig vum Kältemëttelgas vum Verdampfungsdrock zum Kondensatiounsdrock ass an 2 Etappen opgedeelt.
Déi éischt Stuf: Als éischt vum Nidderdrockkompressor op den mëttleren Drock kompriméiert:
Déi zweet Stuf: De Gas ënner dem mëttleren Drock gëtt no der mëttlerer Ofkillung vum Héichdrockkompressor weider op de Kondensatiounsdrock kompriméiert, an de Kolbezyklus schléisst e Killprozess of.
Bei niddregen Temperaturen reduzéiert den Ladeluftkühler vum zweestufege Kompressiounskältezyklus d'Antrëttstemperatur vum Kältemëttel am Héichdrockkompressor a reduzéiert och d'Oflaftemperatur vum selwechte Kompressor.
Well den zweestufege Kompressiounskältzyklus de ganze Killprozess an zwou Etappen deelt, ass d'Kompressiounsverhältnis vun all Etapp vill méi niddreg wéi dat vun der Eenstufege Kompressioun, wat d'Ufuerderunge fir d'Stäerkt vun der Ausrüstung reduzéiert an d'Effizienz vum Kältezyklus däitlech verbessert. Den zweestufege Kompressiounskältzyklus ass no de verschiddenen Zwëschekältmethoden an en intermediäre komplette Killzyklus an en intermediäre onvollstännege Killzyklus opgedeelt; wann en op der Drosselmethod baséiert, kann en an en Drosselzyklus vun der éischter Etapp an en Drosselzyklus vun der zweeter Etapp opgedeelt ginn.
1.2 Zweestufeg Kompressiounskältemëtteltypen
Déi meescht vun den zweestufege Kompressiounskillesystemer wielen Kältemëttel fir mëttler an niddreg Temperaturen. Experimentell Fuerschung weist datt R448A an R455a gutt Ersatz fir R404A sinn a punkto Energieeffizienz. Am Verglach mat Alternativen zu Fluorkuelewaasserstoffer ass CO2, als ëmweltfrëndlecht Aarbechtsflëssegkeet, e potenziellen Ersatz fir Fluorkuelewaasserstoffer a weist gutt Ëmweltcharakteristiken op.
Mee wann R134a duerch CO2 ersat gëtt, verschlechtert dat d'Leeschtung vum System, besonnesch bei méi héijen Ëmgéigungstemperaturen, den Drock vum CO2-System ass zimmlech héich a verlaangt eng speziell Behandlung vu Schlësselkomponenten, besonnesch dem Kompressor.
1.3 Optimiséierungsfuerschung iwwer zweistufege Kompressiounskältung
Am Moment sinn d'Resultater vun der Optimiséierungsfuerschung vum zweestufege Kompressiouns-Kältezyklussystem haaptsächlech wéi follegt:
(1) Wärend d'Zuel vun de Réierreien am Ladeluftkühler erhéicht gëtt, kann d'Reduktioun vun der Zuel vun de Réierreien am Loftkühler d'Wärmeaustauschfläch vum Ladeluftkühler erhéijen an de Loftstroum reduzéieren, deen duerch déi grouss Zuel vu Réierreien am Loftkühler verursaacht gëtt. Zréck op säin Entrée kann duerch déi uewe genannte Verbesserungen d'Antréetemperatur vum Ladeluftkühler ëm ongeféier 2°C reduzéiert ginn, an zur selwechter Zäit kann de Killeffekt vum Loftkühler garantéiert ginn.
(2) Halt d'Frequenz vum Nidderdrockkompressor konstant a verännert d'Frequenz vum Héichdrockkompressor, wouduerch d'Verhältnes vum Gasliwwervolumen vum Héichdrockkompressor geännert gëtt. Wann d'Verdampfungstemperatur konstant bei -20°C ass, ass de maximalen COP 3,374, an de maximalen Gasliwwerverhältnes, deen dem COP entsprécht, ass 1,819.
(3) Duerch de Verglach vu verschiddene gängige CO2 transkritesche Kompressiounskältesystemer mat zwéi Stufen, gëtt festgestallt, datt d'Ausgangstemperatur vum Gaskiler an d'Effizienz vum Nidderdrockkompressor e groussen Afloss op de Zyklus bei engem bestëmmten Drock hunn. Fir d'Systemeffizienz ze verbesseren, ass et also néideg, d'Ausgangstemperatur vum Gaskiler ze reduzéieren an en Nidderdrockkompressor mat héijer Betribseffizienz ze wielen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 22. Mäerz 2023