Транскритический CO2 (R744) Холодильный цикл
Этот пример моделирует цикл охлаждения с сжатием пара, в котором фрагмент цикла с высоким давлением работает в области сверхкритической жидкости. Хладагентом является диоксид углерода (CO2), также названный R744 в этой заявке.
Компрессор управляет потоком CO2 через цикл и повышает давление выше критического давления. Охладитель газа отбрасывает тепло от высокого давления, CO2 окружающему окружению. Поскольку CO2 находится в сверхкритическом состоянии, он не конденсируется, и температура уменьшается. Расширительный клапан снижает давление, вызывая испарение некоторых CO2. Двухфазная смесь проходит через испаритель, поглощая тепло из отделения до его перегрева. Внутренний теплообменник передает некоторое тепло между горячей и холодной стороной цикла, чтобы улучшить эффективность цикла.
Модель
Подсистема отсеков
Подсистема компрессора
Подсистема контроллера
Подсистема испарителя
Подсистема клапана расширения
Подсистема охладителя газа
Подсистема внутреннего теплообменника
Результаты симуляции из возможностей
Результаты симуляции из Simscape Logging
Этот график показывает массовый расход жидкости, изентропный компрессор степени вход и скорости потока жидкости теплы в цикле. Тепловые скорости потока жидкости Gas Cooler и Evaporator представляют теплоотвод и теплопоглощение цикла, в то время как теплопоглощающие скорости потока жидкости IHX являются теплопередатчиками в цикле внутреннего теплообменника.
Этот график показывает давление и температуру в различных точках цикла. Давление испарителя поддерживается на уровне около 3,5 МПа, а давление охладителя газа номинально составляет около 10 МПа, что выше CO2 (R744) критического давления 7,4 МПа. Следовательно, это транскритический холодильный цикл. Охладитель газа скачков давления в ответ на изменение температуры окружения. При более низких температурах окружение давление охладителя газа может опуститься до подкритических давлений.
Поскольку двухфазная смесь входит в испаритель, температура на входе в T5 испарителя также является температурой насыщения. Поэтому T6 - T5 представляет перегрев в испарителе, который управляется расширительным клапаном.
Этот график показывает давление компрессора по сравнению с кривыми расхода при различных скоростях вала. Вращающийся вал здесь не моделируется; контроллер непосредственно устанавливает скорость вала, чтобы получить необходимую скорость потока жидкости.
Анимация результатов Simscape Logging
Этот рисунок показывает эволюцию состояний жидкости в транскритическом холодильном цикле с течением времени. 6 точками в цикле являются вход компрессора, вход конденсатора, вход внутренней стороны теплообменника, вход расширительного клапана, вход испарителя и вход внутренней стороны теплообменника, которые измеряются датчиками, S1 S6 в модели. Измерения строятся на диаграмме энтальпии давления. Контуры - изотермы CO2 (R744).
Свойства жидкости
Следующие два рисунков строят графики свойств жидкости CO2 (R744) как функции давления (p) и нормализованной внутренней энергии (unorm) и как функции давления (p) и конкретной внутренней энергии (u), соответственно. Жидкость является
переохлажденная жидкость при -1 < = unorm < 0;
двухфазная смесь при 0 < = unorm < = 1;
перегретый пар при 1 < unorm < = 2.
Данные о свойствах жидкости предоставляются в виде прямоугольной сетки p и unorm. Поэтому сетка с точки зрения p и u является непрямоугольной.
Данные о CO2 (R744) свойствах жидкости можно найти в CO2PropertyTables.mat.
