液體過冷對循環(huán)的影響

1、液體過冷對循環(huán)的影響節(jié)流后，液態(tài)制冷劑進(jìn)入濕蒸汽區(qū)。節(jié)流制冷劑的干燥度越小，其在蒸發(fā)器中氣化時(shí)的吸熱越大，并且循環(huán)的制冷系數(shù)越高。在一定的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度下，通過在節(jié)流前對制冷劑液體進(jìn)行過冷，可以達(dá)到節(jié)流后降低干燥度的目的。在世界循環(huán)中，通常采用一定程度的過冷。在正常情況下，假設(shè)冷凝器的出口溫度比冷凝溫度低3-5K，冷凝器中冷卻水的溫升為3-8K，冷卻水的入口溫度比出口溫度低5-13K，這足以使制冷劑的出口溫度達(dá)到一定的過冷度。圖1示出了液體過冷循環(huán)和理論循環(huán)之間的比較，其中1-2-3-4-1是理論循環(huán)，1-2-3-4-1是過冷循環(huán)。兩個(gè)循環(huán)的比功相同，過冷循環(huán)中的單位制冷量增加，從而導(dǎo)致過

2、冷循環(huán)的制冷系數(shù)增加。圖1是液體過冷的循環(huán)蒸汽過熱對循環(huán)性能的影響在實(shí)際循環(huán)中，為了不將液滴帶入壓縮機(jī)，通常制冷劑液體在蒸發(fā)器中完全蒸發(fā)后會(huì)繼續(xù)吸收一些熱量，因此在到達(dá)壓縮機(jī)之前會(huì)處于過熱狀態(tài)，如下圖所示。1-2-3-4-1代表理論循環(huán)，1-2-3-4-1代表蒸汽過熱的循環(huán)。圖2具有蒸汽過熱循環(huán)過熱蒸汽對制冷量和系數(shù)的影響取決于蒸汽過程中吸收的熱量是否產(chǎn)生有用的制冷效果和過熱度。(1)過熱不會(huì)產(chǎn)生有用的冷卻效果來自蒸發(fā)器的低溫制冷劑蒸汽吸收周圍環(huán)境的熱量，并在通過吸入管進(jìn)入壓縮機(jī)之前過熱，但是它不會(huì)對被冷卻的物質(zhì)產(chǎn)生任何制冷效果。這種過熱被稱為“無效”過熱。由于一個(gè)循環(huán)的單位制冷量等于在相同冷

3、凝溫度和蒸發(fā)溫度下運(yùn)行的理論循環(huán)的單位制冷量，所以蒸汽比容的增加會(huì)降低單位體積制冷量，這將導(dǎo)致給定壓縮機(jī)的循環(huán)制冷量的降低。(2)吸熱本身產(chǎn)生有用的冷卻效果如果吸入蒸汽的過熱發(fā)生在蒸發(fā)器本身的后部，或者安裝在冷卻室中的吸入管上，或者兩者都發(fā)生，那么由于過熱而吸收的熱量來自冷卻空間，從而產(chǎn)生有用的冷卻效果，我們稱之為“有效”過熱。下圖顯示了一些制冷劑在過熱區(qū)的單容量制冷量的變化。從圖中可以看出，氨過熱不利于容積制冷量，這會(huì)降低機(jī)組的制冷量。圖3過熱區(qū)各種制冷劑單位體積制冷量的變化氣液換熱對循環(huán)性能的影響系統(tǒng)中增加了氣液熱交換器，導(dǎo)致制冷劑液體過冷和低溫蒸汽有效過熱。通過這種方式，不僅可以增加單元

4、制冷量，而且可以減小蒸汽和環(huán)境空氣之間的傳熱溫差，并且可以減小甚至消除吸入管中的有害過熱。氣液換熱器的焓圖如下所示。圖4再生循環(huán)的P-H圖換熱和壓力損失對循環(huán)性能的影響在實(shí)際循環(huán)中，由于熱交換和流動(dòng)阻力的存在，制冷劑熱力學(xué)狀態(tài)的變化是不可避免的。這些因素對循環(huán)性能的影響將在下面討論。(1)吸管吸入管對循環(huán)性能影響最大。吸管中的壓降總是有害的。它增加吸入氣體的比容，增加壓縮機(jī)的壓力比，降低單位體積的制冷量，降低壓縮機(jī)的容積效率，增加比壓，降低制冷系數(shù)。(2)排放管道在壓縮機(jī)的排氣管中，熱量從高溫制冷劑蒸汽傳遞到周圍的空氣中，而周圍的空氣中沒有熱量在從冷凝器到膨脹閥的管道中，熱量通常從液態(tài)制冷劑傳

5、遞到環(huán)境空氣中，從而使液態(tài)制冷劑過冷并增加制冷量。然而，也有可能水冷冷凝器中的冷卻水溫度非常低，冷凝溫度低于環(huán)境溫度，熱量從空氣傳遞到液體制冷劑，這可能導(dǎo)致部分液體氣化，這不僅降低了單元制冷量，而且使膨脹閥不能正常工作。(4)從膨脹閥到蒸發(fā)器的管道通常膨脹閥安裝在蒸發(fā)器附近。如果它安裝在被冷卻的空間，傳遞到管道的熱量將產(chǎn)生有效的冷卻能力；如果安裝在室外，熱傳遞會(huì)降低制冷量，因此這段管道必須隔熱。(5)冷凝器假設(shè)冷凝器的壓力是恒定的，為了克服冷凝器中制冷劑的流動(dòng)阻力，進(jìn)入冷凝器的制冷劑的壓力必須增加，這必須導(dǎo)致壓縮機(jī)的排放壓力增加、壓力比增加、壓縮機(jī)功耗增加以及制冷系數(shù)降低。(6)壓縮機(jī)在理論循環(huán)中，壓縮過程假設(shè)為等熵過程。事實(shí)上，整個(gè)過程是一個(gè)多變的過程，其壓縮指數(shù)不斷變化。此外，由于壓縮機(jī)氣缸中存在間隙容積，氣體通過吸入閥、排出閥和通道時(shí)會(huì)發(fā)生熱交換和流動(dòng)阻力。這些因素將減少壓縮機(jī)的空氣輸送量，降低制冷量并增加功耗。不凝性氣體對循環(huán)性能的影響系統(tǒng)中的不凝性氣體經(jīng)常積聚在冷凝器的上部，因?yàn)樗荒芡ㄟ^冷凝器的液體密封。不可冷凝氣體的存在將增加冷凝器中