تستخدم دورة التبريد بالضاغط ثنائي المرحلتين بشكل عام ضاغطين، أي ضاغط منخفض الضغط وضاغط عالي الضغط.
1.1 تنقسم عملية زيادة غاز التبريد من ضغط التبخر إلى ضغط التكثيف إلى مرحلتين
المرحلة الأولى: يتم ضغطها إلى الضغط المتوسط بواسطة ضاغط مرحلة الضغط المنخفض أولاً:
المرحلة الثانية: يتم ضغط الغاز تحت الضغط المتوسط إلى ضغط التكثيف بواسطة ضاغط الضغط العالي بعد التبريد المتوسط، وتكمل الدورة الترددية عملية التبريد.
عند إنتاج درجات حرارة منخفضة، يعمل المبرد المتوسط لدورة التبريد بالضغط على مرحلتين على تقليل درجة حرارة دخول المبرد في ضاغط مرحلة الضغط العالي، ويقلل أيضًا درجة حرارة تفريغ نفس الضاغط.
بما أن دورة التبريد بالضغط ثنائي المرحلتين تقسم عملية التبريد بأكملها إلى مرحلتين، فإن نسبة ضغط كل مرحلة تكون أقل بكثير من نسبة ضغط المرحلة الواحدة، مما يقلل متطلبات متانة المعدات ويعزز كفاءة دورة التبريد بشكل كبير. تنقسم دورة التبريد بالضغط ثنائي المرحلتين إلى دورة تبريد كاملة متوسطة ودورة تبريد غير كاملة متوسطة وفقًا لطرق التبريد المختلفة؛ وإذا كانت تعتمد على طريقة الخنق، فيمكن تقسيمها إلى دورة خنق من المرحلة الأولى ودورة خنق من المرحلة الثانية.
1.2 أنواع مبردات الضغط ثنائية المرحلة
تختار معظم أنظمة التبريد بالضغط ثنائي المرحلتين سوائل تبريد متوسطة ومنخفضة الحرارة. تُظهر الأبحاث التجريبية أن R448A وR455a بديلان جيدان لـ R404A من حيث كفاءة الطاقة. وبالمقارنة مع بدائل الهيدروفلوروكربونات، يُعدّ ثاني أكسيد الكربون، باعتباره سائلًا عاملًا صديقًا للبيئة، بديلاً محتملًا لسوائل التبريد الهيدروفلوروكربونية، ويتميز بخصائص بيئية جيدة.
لكن استبدال R134a بثاني أكسيد الكربون سيؤدي إلى تدهور أداء النظام، وخاصة في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، حيث يكون ضغط نظام ثاني أكسيد الكربون مرتفعًا للغاية ويتطلب معالجة خاصة للمكونات الرئيسية، وخاصة الضاغط.
1.3 أبحاث التحسين في التبريد بالضغط ثنائي المرحلتين
في الوقت الحاضر، نتائج أبحاث تحسين نظام دورة التبريد بالضغط على مرحلتين هي بشكل أساسي كما يلي:
(1) مع زيادة عدد صفوف الأنابيب في المبرد البيني، فإن تقليل عدد صفوف الأنابيب في مبرد الهواء يمكن أن يزيد من مساحة التبادل الحراري للمبرد البيني مع تقليل تدفق الهواء الناتج عن العدد الكبير من صفوف الأنابيب في مبرد الهواء. بالعودة إلى مدخله، من خلال التحسينات المذكورة أعلاه، يمكن خفض درجة حرارة مدخل المبرد البيني بحوالي درجتين مئويتين، وفي الوقت نفسه، يمكن ضمان تأثير التبريد لمبرد الهواء.
(2) حافظ على تردد ضاغط الضغط المنخفض ثابتًا، وغيّر تردد ضاغط الضغط العالي، مما يؤدي إلى تغيير نسبة حجم توصيل الغاز لضاغط الضغط العالي. عند ثبات درجة حرارة التبخر عند -20 درجة مئوية، يكون الحد الأقصى لمعامل الأداء (COP) هو 3.374، والحد الأقصى لنسبة توصيل الغاز المقابلة لمعامل الأداء هو 1.819.
(3) من خلال مقارنة العديد من أنظمة التبريد بالضغط الثنائي المرحلة عبر الحرجة لثاني أكسيد الكربون الشائعة، استنتج أن درجة حرارة مخرج مبرد الغاز وكفاءة ضاغط المرحلة المنخفضة الضغط لها تأثير كبير على الدورة عند ضغط معين، لذلك إذا كنت تريد لتحسين كفاءة النظام، فمن الضروري تقليل درجة حرارة مخرج مبرد الغاز واختيار ضاغط مرحلة منخفضة الضغط بكفاءة تشغيل عالية.
وقت النشر: ٢٢ مارس ٢٠٢٣