制冷技术 解国珍 第3章新.pptVIP

1.无效过热 　　若过热发生在蒸发器出口与压缩机吸入口之间的连接管段时，由于蒸发器出来的低温制冷剂蒸气从周围环境中吸取热量而过热，并未对被冷却物质产生任何制冷效应，这种过热称为“无效”过热。 2.有效过热 图3-12　各种制冷剂的过热度与单位容积制冷量的变化 3.2.4　气、液热交换对循环性能的影响 在系统中增加一个气-液换热器，利用蒸发器出口的低温制冷剂蒸气冷却冷凝器中流出的制冷剂液体，使得高压制冷剂液体过冷，同时使低压低温蒸气有效过热。这种循环称为回热循环，如图3-1３所示。 3.2.4　气、液热交换对循环性能的影响 图3-13　带有回热器的制冷循环示意图a)带有回热器的制冷循环流程图　b)带有回热器的制冷循环p-h图 3.2.4　气、液热交换对循环性能的影响 图3-14　例3-3带有回热制冷循环的p-h图 3.2.5　系统中热交换及压力损失对循环性能的影响 1.吸入管道2.排出管道3.冷凝器到膨胀阀之间的液体管道4.膨胀阀到蒸发器之间的管道5.冷凝器6.压缩机 1.吸入管道 　在理论循环中，假定蒸发压力是恒定的，但在实际循环中，连接蒸发器出口和压缩机入口的吸入管道存在压力的降低。吸入管道中的压力降是有害的，它使得吸气比体积增大，压缩机的压力比增大，单位容积制冷量减少，导致循环制冷系数下降。 2.排出管道 　在压缩机的排出管道中，热量由高温制冷剂蒸气传给周围空气，它不会引起性能的改变，仅仅是减少了冷凝器中的热负荷 3.冷凝器到膨胀阀之间的液体管道 　在冷凝器到膨胀阀这段管路中，热量通常由液体制冷剂传给周围空气，使液体制冷剂过冷，制冷量增大。若水冷冷凝器中的冷却水温度很低，使得冷凝温度低于环境温度，热量由周围环境空气传给液体制冷剂，导致部分液体吸热汽化。另外，液体在该段管中流动会产生压力损失，当压力损失值大于液体过冷度相对应的压力差时，管内的液体就有可能部分汽化。这些现象发生不仅使单位制冷量下降，而且使得膨胀阀不能正常工作。 4.膨胀阀到蒸发器之间的管道 　膨胀阀出口到蒸发器之间的管道中流动的是低温液态制冷剂，若将膨胀阀安装在被冷却空间内，低温液体吸收被冷却空间的热量产生有效制冷量；反之，若安装在室外，热量的传递使制冷量减少，因而此段管道应该保温。 5.冷凝器 　冷凝器与大气环境的热交换可以减小冷凝器的热负荷，是有利的。 但是对于加热循环流体的热泵系统，为了使热量尽可能传给载热流体而非外界环境，需要对冷凝器外壳进行保温处理。高压气体和液体在冷凝管中流动会产生流动阻力损失。假定冷凝器的出口压力不变，为克服制冷剂在冷凝器中的流动阻力，必须提高进冷凝器入口处制冷剂的压力，这就导致压缩机的排气压力升高，压力比增大，耗功增加，而制冷系数下降。 6.压缩机 理论循环中假设压缩过程为等熵过程。而实际上，整个过程是一个压缩指数在不断变化的多变过程，压缩和膨胀过程中气缸壁与制冷剂气体进行热交换。另外，由于压缩机气缸中有余隙容积的存在，气体经过吸、排气阀和吸、排气腔时存在着热交换及流动阻力损失，这些因素都会使气体比体积增大，压缩机的输气量减少，制冷量下降，压缩功率增大。 3.2.6　水分与不凝性气体的存在对循环性能的影响 　系统中除气态制冷剂外，往往存在着水分与不凝性气体。水分可能会对制冷设备产生腐蚀；而不凝性气体不能通过冷凝器的液封，因此，积存在冷凝器上部，使冷凝器内的压力增加，从而导致压缩机排气压力提高，压缩功率增加而制冷系数下降，对循环产生影响。因此，应该及时排除系统中的水分与不凝性气体。 3.3　单级蒸气压缩式制冷机变工况特性分析 3.3.1　蒸发温度对制冷循环性能的影响3.3.2　冷凝温度对制冷循环性能的影响 3.3.1　蒸发温度对制冷循环性能的影响 1)制冷剂的蒸发压力由p0降低到p。2)单位质量制冷量由q0减小到q，单位理论耗功由w0增加到w，因此，循环的制冷系数必然降低。3)单位容积制冷量为qv=q0/v1，由于压缩机的吸气比体积v1增大为v，单位质量制冷量由q0减小到q′0，那么qv会随着蒸发温度的降低而迅速下降。 图3-15　蒸发温度变化时制冷循环性能变化情况 图3-16　氨的制冷系数与蒸发温度的关系 3.3.2　冷凝温度对制冷循环性能的影响 1)制冷剂的冷凝压力由pk升高到p。2)单位质量制冷量由q0减小到q，单位理论耗功由w0增加到w，因此，循环的制冷系数必然降低。3)单位容积制冷量为qv=q0/v1，尽管压缩机的吸气比体积v1未变，但单位质量制冷量减小，导致qv会随着冷凝温度的增高而减小。 3.3.2　冷凝温度对制冷循环性能的影响 图3-17　冷凝温度变化时制冷循环性能变化情况 3.4　单级蒸气压缩式混合工质制冷循环 3.4.1　理论循环3.4.2　实际循环 3.4.1　理论循环