Транскритический CO2 (R744) цикл охлаждения
Этот пример моделирует цикл охлаждения сжатия пара, в котором фрагмент высокого давления цикла действует в сверхкритической жидкой области. Хладагент является углекислым газом (CO2), также названный R744 в этом приложении.
Компрессор управляет потоком CO2 через цикл и повышает давление выше критического давления. Газовый вентилятор отклоняет тепло от CO2 высокого давления до среды. Поскольку CO2 находится в сверхкритическом состоянии, он не уплотняет и температурные уменьшения. Клапан расширения пропускает давление, заставляя немного CO2 испариться. Двухфазная смесь проходит через испаритель, поглощая тепло из отсека, пока это не перегрето. Внутренний теплообменник передает некоторое тепло между горячей и холодной стороной цикла, чтобы повысить эффективность цикла.
Модель
Подсистема отсека
Подсистема компрессора
Подсистема контроллера
Подсистема испарителя
Подсистема клапана расширения
Газовая более холодная подсистема
Внутренняя подсистема теплообменника
Результаты симуляции от осциллографов
Результаты симуляции от Simscape Logging
Этот график показывает массовую скорость потока жидкости, изэнтропическую входную мощность компрессора и уровни теплового потока в цикле. Газовые уровни теплового потока Вентилятора и Испарителя представляют отклонение тепла и поглощение тепла цикла, в то время как уровни теплового потока IHX являются теплопередачами в цикле внутренним теплообменником.
Этот график показывает давление и температуру в различных точках в цикле. Давление испарителя в сохраненном на уровне приблизительно 3,5 МПа, и газовое более холодное давление - номинально приблизительно 10 МПа, который является выше CO2 (R744) критическим давлением 7,4 МПа. Следовательно, это - транскритический цикл охлаждения. Газовые более холодные скачки давления в ответ на температуру изменяющей среды. При более низких температурах среды газовое более холодное давление может спасть до субкритических давлений.
Поскольку двухфазная смесь вводит испаритель, входная температура испарителя, T5 является также температурой насыщения. Поэтому T6 - T5 представляет перегрев в испарителе, которым управляет клапан расширения.
Этот график показывает давление компрессора по сравнению с кривыми потока на различных скоростях вала. Вращающийся вал не моделируется здесь; контроллер непосредственно устанавливает скорость вала производить необходимую скорость потока жидкости.
Анимация результатов Simscape Logging
Этот рисунок показывает эволюцию жидких состояний в транскритическом цикле охлаждения в зависимости от времени. 6 точек в цикле являются входом компрессора, конденсаторным входом, внутренний теплообменник горячий вход стороны, вход клапана расширения, вход испарителя и внутренний вход стороны холода теплообменника, которые измеряются датчиками S1 к S6 в модели. Они измерения строят на схеме энтальпии давления. Контуры являются изотермами CO2 (R744).
Свойства жидкости
Следующие две фигуры строят свойства жидкости CO2 (R744) как функция давления (p) и нормировали внутреннюю энергию (unorm) и как функция давления (p) и определенную внутреннюю энергию (u), соответственно. Жидкость является a
подохлажденная жидкость, когда-1 <= unorm <0;
двухфазная смесь, когда 0 <= unorm <= 1;
перегретый пар, когда 1 <unorm <= 2.
Данные о свойстве жидкости обеспечиваются как прямоугольная сетка в p и unorm. Поэтому сетка в терминах p и u является непрямоугольной.
CO2 (R744) данные о свойстве жидкости может быть найден в CO2PropertyTables.mat.
