芮胜军，张　华，董　彬，梁坤峰

（1河南科技大学车辆与交通工程学院，河南 洛阳 471023；2上海理工大学制冷技术研究所，上海 200093）



自复叠制冷系统4种组分配比性能

芮胜军1，2，张华2，董彬1，梁坤峰1

（1河南科技大学车辆与交通工程学院，河南 洛阳 471023；2上海理工大学制冷技术研究所，上海 200093）

自动复叠制冷在小型制冷低温装置中有较强的应用优势，它能制取氮气液化温度77 K到常规单机压缩制冷温度230 K温区。针对三级自动复叠制冷系统非共沸混合制冷工质不同组分配比进行实验研究，对比分析了R600a、R23和R14混合制冷剂4种组分配比35/35/30、35/30/35、30/35/35和35/25/40，根据压缩机的运行工况和蒸发器的降温特性可以得到4种配比的各项运行性能参数比较接近，组分配比35/30/35的蒸发温度较低。蒸发器设计冷负荷为60 W，设计蒸发温度为180 K，低温冷柜内的蒸发温度最低可以达到并稳定在175 K。根据两种组分配比35/35/30和35/30/35在不同冷负荷时的蒸发器制冷特性实验研究，组分配比35/30/35的最高COP为8.47%；组分配比35/35/30的最高COP为14.4%。

自复叠制冷系统；R600a/R23/R14；组分配比；非共沸；混合工质

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20151155

引　言

单级压缩混合工质节流制冷机在小型制冷装置系统有较强的应用优势，它覆盖氮气液化温度77 K到常规制冷温度230 K温区的广阔范围，常被应用于气体液化、红外线探测、半导体加工、低温医学、低温生物和水蒸气捕集等方面［1-3］。根据工作原理不同，单级压缩混合工质节流制冷机可分为两类：Linde-Hampson型节流制冷机（Linde-Hampson refrigeration cycle，LHR）和自动复叠节流制冷机（auto-refrigerating cascade system，ARC）［4-7］。ARC循环和LHR循环均采用单压缩机驱动非共沸混合制冷工质实现较低温度制冷，其相同点主要有两点：①系统都只有一台压缩机，一个冷凝器和蒸发器；……