引 言

节约资源、降低能耗、保护环境已成为全球共同关注和亟待解决的问题，而新合成制冷工质可能存在其他潜在的威胁，自然工质受到研究工作者的广泛关注。R717（氨，NH3）有较好的热力特性、单位容积制冷量大、黏性小、流动阻力小、密度小、传热性能好、价格低廉。R744（二氧化碳，CO2）是自然界天然存在的物质，消耗臭氧潜值为 0，全球变暖潜值为 1，具有优良的流动和传热特性，良好的安全性和化学稳定性。当用冷空间所需的温度较低，制冷系统的蒸发温度和冷凝温度相差较大时，可采用复叠式制冷系统[1-2]，R744做复叠制冷循环的低温循环工质具有良好的热力性能[3]。

在常规R717/R744复叠式制冷系统中，R744低温循环制冷压缩机排出的 R744气体是在冷凝蒸发器中与高温循环 R717液体的吸热蒸发进行间壁式热交换，放出热量冷凝，换热面污垢和润滑油膜形成热阻，使传热温差提高，制冷系统性能下降。有许多学者做关于直接接触式换热的理论和实验方面的研究[4-29]，并且已用在工业生产中，结果证明直接接触冷凝，避免和降低换热面结垢及腐蚀、传热效率提高、传热温差减小，降低了材料、投资成本与运行费用[30]。

本文针对低温用冷场所，提出R717辅助过冷、R744主循环制冷压缩机排出的气体与R744过冷液直接接触冷凝换热的新型 717/R744-DCC(direct contact condensation)直接接触冷凝制冷循环，分析制冷循环的热力性能，并与常规R717/R744复叠式制冷循环的热力性能比较，得出的结论对后续研究和开发节能环保制冷系统具有十分重要的意义。

1 R717/R744-DCC循环原理

图1为R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环的流程图，由R744主循环(main cycle)和R717 辅助过冷循环（assisted supercooling cycle）组成，R744主循环由R744制冷压缩机、R744直接接触冷凝换热器、R717蒸发-R744过冷换热器（简称：蒸发-过冷器）、R744节流阀和R744蒸发器组成，R717 辅助过冷凝循环由R717制冷压缩机、R717冷凝器、蒸发-过冷器、R717节流阀组成。

  

图1 R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环流程Fig.1 R717/R744-DCC direct contact condensation refrigeration cycle

图2为R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环的p-h图。R744直接接触冷凝换热器出口的饱和液体（点3，m3）经蒸发-过冷器过冷后（点4）分成两路：一路m4进入R744直接接触冷凝换热器，另一路m2经过R744节流阀节流降压后（点5）进入R744蒸发器，吸热蒸发的R744饱和气体（点1）进入 R744制冷压缩机，经压缩后排出的高温高压R744气体（点2）与R744过冷液（点4）接触换热冷凝混合至饱和液体（点 3）。R717辅助过冷循环中 R717制冷压缩机排出的高温高压 R717制冷剂气体（点7）进入R717冷凝器与冷却介质热交换放出热量冷凝为饱和液体（点8），经R717节流阀节流降压后（点9）进入蒸发-过冷器（9-6吸热过程）吸收主循环R744液体（3-4放热过程）的热量，使R744液体过冷，蒸发的R717饱和气体（点6）进入R717制冷压缩机。

  

图2 R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环的p-h图Fig.2 p-h diagram of R717/R744-DCC direct contact condensation refrigeration cycle

2 R717/R744-DCC循环热力性能

在进行R717/R744-DCC热力计算时假设：（1）R744主循环制冷压缩机的入口气体、R717辅助过冷循环制冷压缩机的入口气体、R744直接接触冷凝换热器的出口液体、R717冷凝器的出口液体均为饱和态；（2）R744直接接触冷凝换热混合过程为等压过程；（3）R744直接接触冷凝换热器、蒸发-过冷器与外界无热交换；（4）制冷剂在换热器和管路中的压降为零。

2.1 热力性能计算

R717/R744-DCC制冷循环热力计算公式如下：R744直接接触冷凝换热器质量平衡方程

 

R744直接接触冷凝换热器的能量守恒方程

 

R744蒸发器的制冷剂质量流量（mR744-DCC=m2）为

 

R717冷凝器的散热量

 

R717辅助过冷循环的质量流量

 

R744主循环制冷压缩机的功耗

今年10月召开的全国国有企业改革座谈会，提出“伤其十指不如断其一指”的思路，扎实推进国有企业改革，大胆务实向前走。最新发布的《国企改革“双百行动”工作方案》，纳入400余家国企，其中近半数为地方国企。

 

R717辅助过冷循环制冷压缩机的功耗

 

R744主循环过冷液体的过冷度

需要注意的是，历史街区的改造不是通过破坏原有空间的手段来改善原有空间层次，从而提高空间品质，而是通过对街区整合度及智能度的改善，充分调动各层次的空间，以满足街区空间各层次的经济文化需求，提高空间品质.

 

R744过冷液体和R744气体的质量流量比

 

（2）在相同的运行工况和最佳R744主循环冷凝温度下，R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环较 R717/R744复叠式制冷循环最优性能系数提高5.2%，最低R717冷凝器散热量减少1.6%。

 

2.2 热力性能分析

对制冷量为20 kW的R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环进行热力计算，结果如图3～图7所示。图3和图4显示，R717冷凝温度为35℃，R744蒸发温度为−40℃的工况条件，在不同R744过冷液的过冷度下，随R744主循环冷凝温度的变化，R717/R744-DCC制冷循环存在最佳的主循环冷凝温度，并获得最优的性能系数和最低的R717冷凝器散热量。R744主循环过冷液体过冷度增大，最优的性能系数降低，获得最优性能系数的最佳主循环冷凝温度升高，而最低R717冷凝器散热量增大，得到最低冷凝器热负荷的R744主循环冷凝温度升高。原因是R744主循环冷凝温度升高，R744主循环的压比增大，R744制冷压缩机耗功增加，相应的R717辅助循环的压比降低，R717辅助循环的耗功降低，当R717辅助循环耗功降低趋势大于R744主循环耗功增加的趋势，制冷循环的性能系数COPDCC增大，随着R744主循环冷凝温度的进一步升高，R744主循环耗功增加的趋势大于R717辅助循环耗功降低趋势，性能系数COPDCC随之降低。而R744主循环过冷液体的过冷度增大，R717辅助循环的蒸发温度降低、制冷负荷增大、功耗增加，制冷循环的性能系数COPDCC降低。

  

图3 不同R744过冷液过冷度下R717/R744-DCC制冷循环性能系数随R744主循环冷凝温度的变化Fig.3 COP of R717/R744-DCC cycle versus R744 main cycle condensing temperature under different super cooling degrees of R744 supercooled liquid

  

图4 不同R744过冷液过冷度下R717冷凝器散热量随R744主循环冷凝温度的变化Fig.4 Heat load of R717 condenser versus R744 main cycle condensing temperature under different super cooling degrees of R744 supercooled liquid

  

图5 不同R744过冷液过冷度下R744蒸发器的质量流量随R744主循环冷凝温度的变化Fig.5 R744 evaporator refrigerant mass flow rate versus R744 main cycle condensing temperature under different super cooling degrees of R744 supercooled liquid

  

图6 不同R744蒸发温度下R717/R744-DCC制冷循环性能系数随R744主循环冷凝温度的变化Fig.6 COP of R717/R744-DCC refrigeration cycle versus R744 main cycle condensing temperature under different R744 evaporating temperatures

  

图7 不同R744蒸发温度下R744蒸发器的质量流量随R744主循环冷凝温度的变化Fig.7 R744 evaporator refrigerant mass flow rate versus R744 main cycle condensing temperature under different R744 evaporating temperatures

  

图8 不同R744过冷液过冷度下过冷液体与高温气体质量流量比随蒸发温度的变化Fig.8 Mass flow ratio of supercooled liquid to high temperature gas versus evaporating temperature under different super cooling degrees of R744 supercooled liquid

如图4中所示，由于R744主循环冷凝温度升高，R717辅助过冷循环的耗功减少、辅助循环的制冷负荷增大，R717辅助循环耗功减少的趋势大于R717辅助循环制冷负荷增大趋势，R717冷凝器散热量减少，随着R744主循环冷凝温度的逐渐升高，R717辅助循环耗功减少的趋势小于辅助循环制冷负荷增大的趋势，导致 R717冷凝器散热量增加。R744主循环过冷液体的过冷度增大，R717辅助循环的制冷负荷增大、R717冷凝器散热量增加。

设锚杆与锚固剂共同组成锚固复合体，锚固复合体直径D大小等同钻孔直径。复合弹性模量为Ea，其中锚固剂弹性模量为Em，锚杆弹性模量为Es，锚杆杆体直径为d，锚固长度为Lb，假定锚杆与锚固剂共同发生变形，孔壁上的剪应力为τ(u)，为剪切位移u的函数。假定弹性变形阶段锚固体材料符合胡克定律，在锚固段任意深度z处取锚固体微元段，其长度为dz，如图2所示。

由图5可以看出，R744蒸发器的制冷剂质量流量，随R744主循环冷凝温度的升高而增大，随着R744主循环过冷液体的过冷度的增大而减少。这是由于在相同的工况下，R744主循环冷凝温度升高，R744节流降压后焓值升高，R744蒸发器进出口的焓差减少，制取同样制冷量，所需制冷剂质量流量增加，当R744主循环过冷液体过冷度增大，R744节流降压后焓值降低，蒸发器进出口焓差增大，同样制冷量，所需制冷剂质量流量减少。

由图6和图7可以看出，在相同的R717冷凝温度、R744过冷液的过冷度下，R744主循环蒸发温度升高，R717/R744-DCC制冷循环的性能系数增大，R744蒸发器的质量流量减少，同样看到，获得最优性能系数的最佳R744主循环冷凝温度升高。这是由于：R744主循环蒸发温度升高，R744制冷压缩机功耗减少，性能系数提高。R744主循环蒸发温度升高，R744蒸发器进、出口焓差增大，同样制冷量，所需的R744的制冷剂质量流量减少。

h5——R744主循环蒸发器进口的焓，kJ·kg−1

 

表1 最佳性能系数时过冷液体与高温气体质量流量比Table 1 Mass flow ratio(mb) of supercooled liquid to high temperature gas at maximum COPDCC

  

Δt/℃ t3/℃−4 −6 −82 — — 63.44 — 32.3 —6 21.09 — —

  

图9 直接接触冷凝与复叠式制冷循环的性能系数随点3温度的变化Fig.9 COP of direct contact condensation and cascade refrigeration cycle versus temperature of point 3

  

图10 直接接触冷凝与复叠式制冷循环的R717冷凝器散热量随点3温度的变化Fig.10 R717 condensation heat load of direct contact condensation and cascade refrigeration cycle versus temperature of point 3

从图8和表1看出，随着蒸发温度升高，过冷液体与高温气体质量流量比减少，获得最佳性能系数时的质量流量比随着饱和液体温度的升高和过冷度的增大而减小。

3 与R717/R744复叠式循环性能比较

h1,h2——分别为R744主循环压缩机进、出口的焓，kJ·kg−1

  

图11 直接接触冷凝与复叠式制冷循环的R744蒸发器制冷剂质量流量随点3温度的变化Fig.11 R744 evaporator refrigerant mass flow rate of direct contact condensation and cascade refrigeration cycle versus temperature of point 3

  

图12 直接接触冷凝与复叠式制冷循环的R717冷凝器制冷剂质量流量随点3温度的变化Fig.12 R717 condenser refrigerant mass flow rate of direct contact condensation and cascade refrigeration cycle versus temperature of point 3

如图9所示，两个制冷循环的性能系数随点3温度的变化都存在最优的性能系数，R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环较 R717/R744复叠式制冷循环的性能系数明显升高，在最佳 R744主循环点3冷凝温度下，最优性能系数提高5.2%，采用R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环，能效提高，能源消耗明显降低。

图10显示，两个制冷循环的R717冷凝器散热量随点 3温度的变化都存在最低值，R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环较 R717/R744复叠式制冷循环的 R717冷凝器散热量明显减少，在最佳R744主循环点3冷凝温度下，最低R717冷凝器散热量减少 1.6%。R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环对环境的热污染小，R717冷凝器的结构尺寸减小，投资成本降低。

如图11中所示，两个制冷循环的R744蒸发器制冷剂质量流量随点3温度的升高而逐渐升高，但R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环相比R717/R744复叠式制冷循环的 R744蒸发器制冷剂流量明显减少，由于R717/R744-DCC制冷循环蒸发器入口的焓值降低，蒸发潜热增大，提供同样的制冷量，所需的制冷剂流量减少。在R744主循环点3冷凝温度为−10～8℃范围内，R744蒸发器制冷剂质量流量减少1.75%～2.61%，可以有效减少R744泄漏和由此造成的影响。

h7,h8——分别为 R717冷凝器进、出口的焓，kJ·kg−1

4 结 论

通过对 R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环的热力性能分析，并与常规R717/R744复叠式制冷循环的热力性能比较，得出如下结论。

（1）R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环存在最佳的 R744主循环冷凝温度，并获得最优的性能系数和最低的R717冷凝器散热量。R744主循环过冷液体的过冷度增大，最优的性能系数降低，最低R717冷凝器散热量增大，对应的R744主循环冷凝温度升高，R744蒸发器的质量流量减少。

R717/R744-DCC制冷循环的性能系数

（3）R744主循环冷凝温度为−10～8℃的范围内，R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环相比R717/R744复叠式制冷循环，R744蒸发器的制冷剂质量流量减少1.75%～2.61%，R717冷凝器的制冷剂流量减少0.51%～0.82%。

（4）R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环的性能系数高、能效高、初投资少、运行费用少、对环境影响小。

符 号 说 明

将R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环（蒸发-过冷器的R744过冷后的点4温度与R717蒸发温度的窄点温度差为2℃）与常规R717/R744复叠式制冷循环（cascade refrigeration cycle, CRC；R717为高温循环、R744为低温循环，点3温度为R744低温循环冷凝温度，冷凝蒸发器的 R744低温循环冷凝温度和R717高温循环蒸发温度差为2℃）的热力性能进行比较。设定R717/R744复叠式制冷循环R717冷凝温度为 35℃，R744蒸发温度为−40℃，制冷量为20 kW。

⑰⑳㊶㊷田川、林平芳编:《寻找英雄 抗日战 争之民间调查》，广西师范大学出版社2006年版，第244～248、249～250、247、263 页。

所以今天，二○一八年二月十四日的这一天，我把手揣进裤兜，一个人穿行在这个熟悉得有些陌生的城市的大街小巷，想要寻到你的影子，我也去到我们曾经坐过的那一片寂静的沙滩和那寒风凛冽的山头。举目望去，万山层叠，千帆过尽，不见一点当初的模样。

h4——R744主循环过冷液点 4的焓，kJ·kg−1

我国幅员辽阔，气候地理条件各异，不同环境下种植的树木也不同。因此，在整理土地时，应注意相关的方法和途径，并根据不同的苗木特点选择不同的方法。通常，播种机应确保带宽为0.7-2.2m，准备深度深。坡度也应在17-28cm之间，带表面不应高于坡面。造林前，必须考虑局部地形对林木成活的影响，将树木与地形地质有机地结合起来，以确保树木获得足够的养分，提高成活率。当准备土地时，土地可以适当地灌溉和施肥。提高土地的水分和肥力，更好地保证造林树木的生存和生长。

h6, h7——分别为R717辅助循环压缩机进、出口焓，kJ·kg−1

由图12可以看出，两个制冷循环的R717冷凝器制冷剂质量流量随点3温度的升高也逐渐升高，但 R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环相比R717/R744复叠式制冷循环的 R717冷凝器制冷剂流量减少，在R744主循环点3冷凝温度为−10～8℃范围内，R717冷凝器制冷剂流量减少 0.51%～0.82%，可以有效降低因R717泄漏对环境造成的不利影响和相应产生的危害。

这段时间景花厂没一个人提出辞工，工作都很投入。八十个人等米下锅啊，王义山多次告催，说车间没活干了，员工们闲着了。他的话像一根鞭子，抽在我和阿花的身上，我们马不停蹄往外跑，为八十名员工打工。跑了老客户，又找新客户，丢了大客户，捡起小客户。阿花那张俏丽的脸是一张惹人注目的名片，无须开口，先给了人家几份好感。我的技术也是一张漂亮的名片，给景花厂赢来了技术和质量上的口碑。人家有订单呢，多少会分一点，没订单呢，人家只有耸耸肩。

h9——R717辅助循环蒸发-过冷器进口的焓，kJ·kg−1

受资源禀赋限制，在过去很长一段时间内，天然气发电在我国一直不受重视，发展较为缓慢，直到20世纪90年代，天然气发电才开始逐渐起步并日益壮大。根据其发展背景，大致可分为以下三类。

m2,m3,m4——分别为 R744直接接触冷凝器过热气体进口、饱和液体出口、过冷液体进口的质量流量，kg·h−1

h3——R717/R744-DCC的R744主循环点3饱和液、R717/R744复叠循环的R744低温循环节流前点3饱和液的焓，kJ·kg−1

定义2 U按决策属性D的分类由U/D表示，分类方法为：当di=dj，i，j=1,2,…,n,且i≠j时，将Ui与Uj归为一类；则U按决策属性D的分类由U/D={(Ui,…,Uj),…,(Uk,…,Ui)}，i,j,k,l=1,2,…,n且i≠j≠k≠l决定的.U按条件属性C的分类由U/C表示，去掉属性Ci以后U按条件属性C的分类由U/(C-Ci)表示，分类方法类似.

mf——R717辅助过冷循环的质量流量，kg·h−1

在非洲，要想真正把电商平台运作起来是一件很困难的事。这里没有“四通一达”，同城物流通常需要3到7天；由于买卖双方的互信度差，当地电商很多采取货到付款的方式，但最大的风险是货到之后消费者反悔退货，或者快递员收钱后卷款跑路。

小熊是我的同学，他在学生中威望很高。他之所以能当“老大”，是因为他总能从家里拿出些好玩的东西来，引逗得一帮“狐朋狗友”跟着他转。比如，在1980年的时候，他就有了一套鹞式战斗机星球大战的电子游戏。

mR744 DCC, mR744 CRC——分别为R717/R744-DCC和R717/R744复叠循环R744蒸发器的制冷剂质量流量，kg·h−1

mR717 DCC,mR717 CRC——分别为R717/R744-DCC和R717/R744复叠循环中R717冷凝器的制冷剂质量流量，kg·h−1

按照相同方式对所有107个实验样本驾驶员样本一个月的营运数据进行实验，将驾驶员所有连续50 km的行程进行行为评价，并与其油耗数据进行比对，获取不同生态驾驶行为评价值对应的油耗区间如表6所示.

Qk DCC,Qk CRC——分别为R717/R744-DCC和R717/R744复叠循环中R717冷凝器的散热量，kW

Q0——R717/R744-DCC和R717/R744复叠制冷循环的制冷量，kW

Δt——R744主循环过冷液体的过冷度，℃

Wf,Wz——分别为 R717辅助过冷循环和R744主循环制冷压缩机的耗功，kW

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