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英華特技術(shù)分享:制冷系統為什么一定要過(guò)冷度?

英華特渦旋技術(shù) 發(fā)表于: 來(lái)自:中國熱泵

  在高效制冷系統的精密設計中,過(guò)冷度絕非一個(gè)可有可無(wú)的參數,而是系統穩定運行、高效節能的關(guān)鍵保障。它指的是液態(tài)制冷劑在冷凝壓力下,實(shí)際溫度低于其對應飽和冷凝溫度的差值。這看似細微的溫度降低,背后蘊含著(zhù)深刻的熱力學(xué)原理和工程實(shí)踐意義。

  

  01、過(guò)冷的定義:  

  過(guò)冷度的定義:冷凝器冷凝壓力對應的飽和液體溫度和冷凝器出口液體實(shí)際溫度的差值。

  

  過(guò)冷度在壓焓圖的表示:

  

  工程上,一般將排氣壓力近似看作冷凝壓力,排氣壓力對應的飽和液體溫度和冷凝器出口液體的溫度之差,作為過(guò)冷度。之所以這樣近似,是因為冷凝器的壓降相對于蒸發(fā)器而言較小。排氣壓力與真正的冷凝壓力差值較小,采用這樣的近似帶來(lái)的誤差,可以忽略。

  

  02、制冷系統為什么一定需要過(guò)冷?  

  如果沒(méi)有過(guò)冷度,兩相冷媒中的液體在“液管”中壓力稍有損失,液體就會(huì )【閃發(fā)】,飽和液體由于壓力的降低必然會(huì )蒸發(fā),氣相成分上升,液相下降,造成系統振蕩的同時(shí),導致蒸發(fā)器供液量不足,制冷效果降低,排氣溫度較高,甚至導致壓縮機的排氣溫度報警,機組能效降低。膨脹閥處有較大噪音。

  

  對于風(fēng)冷冷凝器,4-8℃的過(guò)冷度比較合適。對于沒(méi)有經(jīng)濟器額外過(guò)冷的系統,如果換熱器的過(guò)冷度過(guò)大,在高負荷條件下,機組由于系統冷媒過(guò)多,有可能會(huì )造成機組的高壓報警,所以過(guò)冷度不宜追求過(guò)高。

  

  制冷系統正常循環(huán)時(shí),冷凝器的出口一般都會(huì )有一定的過(guò)冷度。

  

  另外具有一定的過(guò)冷度,才有可能繪制出令人可信的壓焓圖。對于基本的單級壓縮式制冷系統,壓焓圖上有四個(gè)點(diǎn),分別是:

  

 ?、?壓縮機吸氣口—過(guò)熱蒸汽;

  

 ?、?壓縮機排氣口—過(guò)熱蒸汽;

  

 ?、?冷凝器出口—過(guò)冷液體;

  

 ?、?蒸發(fā)器的入口—兩相冷媒。

  

 ?、?、②和③點(diǎn)都是單相狀態(tài),根據壓力和溫度值,可以計算出對應的焓值。

  

  根據壓力和焓值,可以在壓焓圖中確定位置;

  

  蒸發(fā)器的入口為兩相冷媒,即使知道壓力和溫度值,也難以計算出焓值。

  

  但是節流裝置一般外表面積較小,散熱忽略,冷媒經(jīng)過(guò)節流裝置可以近似作為等焓降壓過(guò)程。所以③點(diǎn)的焓值可以近似等于冷凝器出口的焓值。

  

  如果冷凝器的出口為兩相或飽和液,則難于得到焓值。四個(gè)狀態(tài)點(diǎn),缺少兩個(gè)點(diǎn),則不能畫(huà)出系統的壓焓圖。


  03、制冷系統過(guò)冷度的意義:

  

  為什么在兩相狀態(tài),不能根據壓力和溫度計算出對應的焓值。

  

  因為在兩相區中,壓力和溫度是一一對應的,一個(gè)飽和壓力對應一個(gè)飽和溫度。壓力線(xiàn)與溫度線(xiàn),在兩相區中是一條重合的水平線(xiàn)。

  

  因為測量誤差,測量得到的壓力值和溫度值,很難做到一一對應:

  

 ?、偃绻麥囟戎敌∮趬毫娘柡蜏囟?,則說(shuō)明是過(guò)冷液體;

  

 ?、谌绻麥囟戎荡笥趬毫娘柡蜏囟?,則說(shuō)明是過(guò)熱氣體。

  

  這與前面的條件,冷媒是兩相狀態(tài),相矛盾。

  

  那可不可以說(shuō),冷媒處在測量得到的壓力值的飽和液或飽和線(xiàn)上呢?焓值用其飽和液或飽和氣的焓值代替。

  

  這也不可以,因為飽和溫度上下相差0.1度,其對應的焓值就會(huì )相100~200kJ/kg。

  

  兩相點(diǎn)在壓焓圖的實(shí)際的位置,究竟是在飽和液線(xiàn)上,還是飽和氣線(xiàn)上,或之間的水平線(xiàn)上的某個(gè)位置,這都難以確定。

  

  所以一定要有充分的過(guò)冷度或過(guò)熱度,才可以計算其對應的焓值。


  04、過(guò)冷實(shí)現的方法:


  (1)冷凝器后裝過(guò)冷器;

  

  (2)設計、選型時(shí),適當增大冷凝器面積;

  

  (3)制冷系統中設置回熱器,采用回熱循環(huán)。

  

  空調制冷系統原理圖:

  復疊低溫帶有回熱器系統原理圖:

  

  原理:利用吸氣溫度的低溫來(lái)冷凝制冷劑的液體,達到過(guò)冷的目的,同時(shí)可以達到吸氣管的過(guò)熱,雖是無(wú)效過(guò)熱,但是起碼可以防止液體制冷劑進(jìn)入壓縮機造成壓縮機的液擊。


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2025
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中國熱泵
編輯:英華特渦旋技術(shù)
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