【文章內(nèi)容簡介】 溫度要高于環(huán)境溫度，向環(huán)境散熱不會影響循環(huán)系統(tǒng)性能，只會降低冷凝器的單位熱負(fù)荷。制冷劑在排氣管道中的壓力降將會增加壓縮機的排氣壓力和壓縮機的比功，導(dǎo)致制冷系數(shù)降低。 二、換熱及壓力損失對循環(huán)性能的影響 4. 液體管道 液體管道是指冷凝器出口到節(jié)流閥入口之間的管道。如果冷凝溫度高于環(huán)境空氣的溫度，熱量將由液體制冷劑傳給周圍空氣，產(chǎn)生過冷效應(yīng)，使單位質(zhì)量制冷量增大；如果冷凝溫度低于環(huán)境空氣溫度，則會導(dǎo)致部分液體汽化，使制冷量下降。在冷凝器出口液體過冷度不是很大的情況下，管路中的壓力降會引起部分液體汽化，導(dǎo)致制冷量的降低。引起管路中壓力降的主要因素，往往并不在于流體與管壁之間的摩擦，而是在于液體流動高度的變化。因此在系統(tǒng)設(shè)計時，要注意冷凝器和節(jié)流閥的相對位置，避免因位差而出現(xiàn)汽化現(xiàn)象。 二、換熱及壓力損失對循環(huán)性能的影響 5. 兩相管道 兩相管道是指膨脹閥出口到蒸發(fā)器入口之間的管道。這段管道中制冷劑的溫度通常比環(huán)境溫度要低，所以熱量的傳遞將使制冷量減少。管道中的壓力降對性能沒有影響，因為對于給定的蒸發(fā)溫度，制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器之前的壓力，必須降到相應(yīng)的蒸發(fā)壓力。壓力的降低無論是發(fā)生在節(jié)流機構(gòu)本身，還是發(fā)生在管路中，是沒有什么區(qū)別的。但是如果系統(tǒng)中采用液體分配器，管道中的阻力大小將影響到液體制冷劑分配的均勻性，影響制冷效果。 二、換熱及壓力損失對循環(huán)性能的影響 6. 蒸發(fā)器 假定不改變蒸發(fā)器出口制冷劑的狀態(tài)，為了克服制冷劑在蒸發(fā)器中的流動阻力，必須提高制冷劑進(jìn)蒸發(fā)器時的壓力，從而提高了蒸發(fā)過程中的平均蒸發(fā)溫度，使傳熱溫差減小，要求的傳熱面積增大，但對循環(huán)的性能沒有什么影響。如果假定不改變蒸發(fā)過程中的平均溫度，那么蒸發(fā)器出口制冷劑的壓力應(yīng)稍有降低，壓縮機吸氣比容增大，壓縮比增大，壓縮機比功增加，制冷系數(shù)下降。 二、換熱及壓力損失對循環(huán)性能的影響 7. 壓縮機 理論循環(huán)中，曾假定壓縮機的壓縮過程為等熵過程。實際上，在壓縮的開始階段，由于氣缸壁溫高于吸入的蒸氣溫度，因而此時氣缸壁向蒸氣傳遞熱量；當(dāng)壓縮到某 —階段后，蒸氣溫度升高，當(dāng)氣體溫度高于氣缸壁溫度時，熱量又由蒸氣向氣缸壁傳遞。因此整個壓縮過程是 — 個壓縮指數(shù)不斷變化的多方過程。另外，由于壓縮機氣缸中有余隙存積存在，氣體經(jīng)過吸、排氣閥及通道處有熱量交換及流動阻力，氣體通過活塞與氣缸壁間隙處會產(chǎn)生泄漏等，這些因素都會使壓縮機的輸氣量減少，制冷量下降，消耗的功率增大。 4?1表示制冷劑在蒸發(fā)器汽化和壓降過程； 11?表示制冷劑蒸氣的過熱（有益或有害）和壓降過程； 1?2s?表示制冷劑蒸氣在制冷壓縮機內(nèi)實際的非等熵壓縮過程； 2s?2s表示制冷壓縮機壓縮后的制冷劑蒸氣經(jīng)過排氣閥的壓降過程； 2s3表示制冷劑蒸氣經(jīng)排氣管進(jìn)入冷凝器的冷卻、冷凝和壓降過程； 33?表示制冷劑液體的過冷和壓降過程； 3?4?表示制冷劑液體的非絕熱節(jié)流過程 圖中 12341為單級蒸汽壓縮式制冷理論循環(huán)過程 三、實際循環(huán)在 p－ h圖上的表示 1 1 2 (2) 3 4 5 6 , , p p k 0 Lg p h 實際循環(huán)可表示為圖中的 11?2?34561 11?表示蒸氣的過熱過程 1?2?表示實際增熵壓縮過程 2?34表示制冷劑在冷凝壓力 pk下的等壓冷卻、冷凝過程 45表示制冷劑在冷凝壓力下的過冷過程 56表示制冷劑在等焓下的節(jié)流過程 61表示制冷劑在蒸發(fā)壓力 p0下的等壓汽化過程 單級蒸氣壓縮式制冷實際循環(huán) 實際制冷循環(huán)在壓焓圖上的表示 三、實際循環(huán)在 p－ h圖上的表示 單級蒸氣壓縮式制冷實際循環(huán)的簡單表示 將壓縮機內(nèi)部過程簡化成一個從吸氣壓力到排氣壓力的有損失的簡單壓縮過程 忽略冷凝器和蒸發(fā)器中壓力的微小變化。以壓縮機出口壓力為冷凝壓力，以壓縮機進(jìn)口壓力為蒸發(fā)壓力。同時認(rèn)為冷凝溫度和蒸發(fā)溫度均為定值。 節(jié)流過程仍認(rèn)為 是前后焓值相等的過程。 四、 單級蒸氣壓縮式實際循環(huán)的熱力計算 單位制冷量、單位容積制冷量 410 hhq ??141vhhqv ???單位冷凝熱 42 hhq k ??上式中 2點狀態(tài)的焓值： 1122 hhhhiS ????式中： — 壓縮機的指示效率，定義為等熵壓縮過程耗功量與實際壓縮過程耗功量之比。考慮氣缸內(nèi)部的熱交換損失的效率 i? 制冷劑的循環(huán)量 00qQqm ?四、 單級蒸氣壓縮式實際循環(huán)的熱力計算 壓縮機的理論功率和指示功率 00 wqP m?iiPP?0? 壓縮機的軸功率 kmimiePPPP????00 ???式中： — 指示效率； — 機械效率； — 壓縮機的軸效率 i? m? k?壓縮機曲軸 連桿大頭傳至小頭 活塞銷、活塞 制冷劑蒸汽 100%功 損耗 m?m? i?90% 85% 四、 單級蒸氣壓縮式實際循環(huán)的熱力計算 指示效率： 經(jīng)驗計算制冷壓縮機的指示效率公式： 00 btTTKi ???式中： b— 系數(shù)；對于立式氨壓縮機， b=； 對于立式氟利昂壓縮機 ,b= 一般壓縮機指示效率在 ～ ；小型氟利昂壓縮機 ～ ； 家用全封閉壓縮機 ～ 。 機械效率： 一般在 ～ ； m?活塞式壓縮機理論輸氣量 S Z nDq Vh 24?? (m3/s) 式中： D— 壓縮機氣缸直徑（ m）； S— 活塞行程（ m）； Z— 氣缸數(shù)；n— 壓縮機轉(zhuǎn)速（ r/s） 四、 單級蒸氣壓縮式實際循環(huán)的熱力計算 實際輸氣量： 輸氣系數(shù)： 壓縮機氣缸中由余隙容積存在，氣體經(jīng)過吸、排氣閥及通道有熱量交 換及流動阻力，氣體通過活塞與氣缸壁間隙產(chǎn)生泄漏，這些原因都會使壓 縮機的輸氣量減少。 輸氣系數(shù)的經(jīng)驗計算公式： lTpv ????? ?????????????????????? 10 8 10nkpp?式中： n— 壓縮多變過程指數(shù)。R717,n=；R22， n=。 1制冷量與實際輸氣量 vVhvVS qqqqQ ???0VhVs qq ??五、 單級蒸氣壓縮的實際循環(huán)例題 1 例 3－ 2 :某空調(diào)用制冷系統(tǒng)，制冷工質(zhì)為 R22，所需制冷量 Q0為 50kW，空調(diào)用冷水溫度 tc＝ 10℃ ，冷卻水溫度 tw=32℃ ，蒸發(fā)器端部傳熱溫差取△ t0＝5℃ ，冷凝器端部傳熱溫差取△ tk＝ 8℃ ，試進(jìn)行循環(huán)的熱力計算。計算中取液體過冷度△ tg＝ 5℃ ，吸氣管路有害過熱度△ tr＝ 5℃ ，壓縮機的輸氣系數(shù) λ ＝ ，指示效率 ηi ＝ 。 解： 確定制冷工況 冷凝溫度： 40832 ??????kwk ttt℃ 過冷溫度： 35540 ??????gkg ttt℃ 蒸發(fā)溫度： 551000 ?????? ttt c ℃ 吸氣溫度： 105501 ???????? rx tttt ℃ 根據(jù)確定的工況在壓焓圖上畫出循環(huán)過程 五、 單級蒸氣壓縮的實際循環(huán)例題 1 狀態(tài)點 壓力 MPa 溫度 ℃ 焓值 比容 1 5 408 1′ 10 412 2s 435 查圖表確定各個循環(huán)狀態(tài)點參數(shù)值 狀態(tài)點 壓力 MPa 溫度 焓值 比容 3 35 245 4 245 五、 單級蒸氣壓縮的實際循環(huán)例題 1 0 1 40 1 39。000 2 1 39。02 1 39。00//vmsiiimq h hq q vq Q qw h hwwh h wP q w???????????單 位 質(zhì) 量 制 冷 量 ： 單 位 容 積 制 冷 量 ： 質(zhì) 量 流 量 ： 理 論 比 功 ： 指 示 比 動 ： 理 論 功 率 ： 0139。0 0 0023///iiVmVVhiikk m kicccwcPPq q vqqQPQPq h hQ q qttt????? ? ?????????????指 示 功 率 ： 容 積 流 量 ： 理 論 容 積 流 量 ： 制 冷 系 數(shù) ： 單 位 熱 負(fù) 荷 ： 熱 負(fù) 荷 ： 熱 力 完 善 度 ： 熱力計算： 五、 單級蒸氣壓縮的實際循環(huán)例題 2