Dieser Artikel behandelt das Problem der niedrigen Energieeffizienz von Injektionskühlkreisläufen (ERC) und der deutlichen Leistungsverschlechterung bei hohen Temperaturen. Es wird ein neuer überschäumter Injektionskühlkreislauf mit einem Flüssig-Gas-Separator vorgeschlagen, der eine hohe Kühllast pro Einheit des Verdampfers und einen geringen Generatorwärmebedarf aufweist. Basierend auf thermodynamischen Methoden wurde dieser Kreislauf mit zwei bestehenden überschäumten Injektionskühlkreisläufen verglichen und die Anwendbarkeit von vier umweltfreundlichen Kältemitteln systematisch bewertet. Die Studie zeigt, dass der verbesserte Kreislauf den Trockengrad am Einlass des Verdampfers durch Flüssig-Gas-Trennung reduziert und im typischen Betriebspunkt (Generatortemperatur 80 °C, Verflüssigungstemperatur 35 °C, Verdampfungstemperatur 0 °C) eine COP von 1,198 erreicht, was eine signifikante Leistungssteigerung gegenüber dem traditionellen Kreislauf darstellt. R1234ze(Z) ist aufgrund seines niedrigen GWP und der optimalen thermodynamischen Leistung das am besten geeignete Kältemittel. Die Parameter-Sensitivitätsanalyse zeigt, dass der COP des verbesserten Kreislaufs mit steigender Verflüssigungstemperatur zunimmt (von 1,168 bei 30 °C auf 1,232 bei 40 °C), während der traditionelle Kreislauf einen Abwärtstrend zeigt; wenn die Generatortemperatur von 70 °C auf 90 °C steigt, sinkt der COP des verbesserten Kreislaufs um 28,6 %, aber die Kühlleistung bleibt über dem traditionellen Kreislauf. Die Ergebnisse bieten eine theoretische Grundlage für die Steigerung der Energieeffizienz von niedertemperatur-getriebenen Kältetechnologien und den Einsatz umweltfreundlicher Kältemittel.

Injektionskühlung; Überdruckgerät; umweltfreundliche Kältemittel; Leistungsvergleich