便利店和小型超市中制冷系统的耗能占比超过50%,其节能潜力巨大,因此对其制冷系统节能措施的研究具有重要意义。本文提出的空调冷柜一体机组是将制冷剂为R410A的空调系统的部分制冷剂节流进入中间过冷器,对制冷剂为R404A的冷柜系统的冷凝器出口制冷剂过冷,以提升冷柜系统的性能,即利用机械过冷的方式为冷柜系统提供大过冷度,达到节能目的;同时,将冷柜冷凝器与空调室外换热器设计为一体换热器,冬季工况下防止空调蒸发器的结霜。与传统的机械过冷方式相比,空调冷柜一体机组利用现有的空调系统作为辅助循环,节省了初投资。本文模拟分析了质量流量比及不同环境工况下对空调和冷柜一体机组的制冷量、耗功量、过冷度以及COP的影响,质量流量比是指空调系统进入中冷器的质量流量与空调总质量流量之比,并在不同环境工况下实验测量了空调冷柜一体机组的性能,分析了机组制冷量、耗功量以及COP影响因素。得到如下结论:(1)理论计算结果显示,利用空调系统的部分制冷剂节流对冷柜系统过冷能够有效增加冷柜系统的过冷度,质量流量比每增加4%,过冷度提高约5℃,冷柜的制冷量和COP得到明显提升;空调系统的制冷量和COP随质量流量比存在小幅度的下降,且降低的幅度随质量流量比升高而降低。(2)冬季工况实验发现,质量流量比的增加能够提高冷柜系统的制冷量和COP,且质量流量比在0.08~0.12范围内提升最大;空调系统的制热量随质量流量比的增加变化不大,而耗功量降低,COP升高。(3)冬季工况实验发现,冷柜温度升高能提升冷柜制冷量和COP,且冷柜温度的变化对空调制热量基本无影响;冷柜空调联合运行相较于单独运行,空调制热量和COP基本不变,冷柜制冷量升高,在冷柜温度-6℃,冷柜制冷量提升最多为859W。(4)冬季工况实验发现,室外温度升高会降低冷柜COP,在质量流量比小于0.12范围内,室外温度升高会降低冷柜系统制冷量,而在质量流量比0.12~0.2范围内,室外温度升高会提升冷柜制冷量;室外温度越高则空调制热量和COP越大。(5)冬季工况实验发现,当室内温度从20℃至24℃时,冷柜系统的性能基本无变化;空调系统的制热量降低,耗功增大,COP减少。(6)夏季工况实验发现,质量流量比增加能够提高冷柜系统的制冷量和COP,冷柜耗功量变化不大;空调系统的耗功量和制冷量随质量流量比增加逐渐减小,而空调系统的COP随质量流量的增加变化不大。(7)夏季工况实验发现,冷柜温度升高能提升冷柜制冷量和COP,且在-6℃时,影响最大;空调系统的制冷量和耗功量随冷柜温度的升高而增加;冷柜联合运行与单独运行时相比,冷柜系统的制冷量提升约300W,COP提高约0.3,而空调系统制冷量和COP降低,在冷柜温度-12℃时,制冷量降低最多为632W。(8)夏季工况实验发现,室外温度升高会降低空调系统和冷柜系统的制冷量和COP,且质量流量比在0.16时,室外温度对冷柜制冷量和COP影响最大。(9)夏季工况实验发现,室内温度增加会提升冷柜系统的制冷量和COP,且当流量比在0.04~0.08范围内最为明显;空调系统制冷量和COP都在随室内温度的增加而增加,耗功量降低。
