【文章內(nèi)容簡介】 26為具有再冷卻器的蒸氣壓縮式制冷的工作流程。從圖中可以看出，冷卻水先經(jīng)過在冷凝器下游設(shè)置的再冷卻器，然后進(jìn)入冷凝器，就可以實現(xiàn)液態(tài)制冷劑的再冷卻。圖27的33＇就是高壓液態(tài)制冷劑再冷卻過程線。圖27 理論循環(huán)圖26 工作流程 從圖中還可以明顯看出，由于高壓液態(tài)制冷劑的再冷卻，在壓縮機(jī)耗功量不變的情況下，單位質(zhì)量制冷能力增加Δq0（面積a44＇ba），所以，節(jié)流損失減少，制冷系數(shù)有所提高。 因此，應(yīng)用液體過冷對改善循環(huán)的性能總是有利的。但采用液體過冷必然增加工程初投資和設(shè)備運行費用，應(yīng)進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較。通常，對于大型的氨制冷裝置且蒸發(fā)溫度t0在5℃以下多采用液體過冷，過冷一般取23℃，對于空氣調(diào)節(jié)用的制冷裝置并不單獨設(shè)置再冷卻器，二十適當(dāng)增大冷凝器面積，使冷卻劑與制冷劑呈逆流，以此到此目的。 蒸氣過熱循環(huán) 理論制冷循環(huán)中，可以認(rèn)為制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)完畢是恰好是飽和蒸氣狀態(tài)，忽略制冷劑蒸氣流動時與外界的熱交換，因此，制冷壓縮機(jī)吸入的制冷劑蒸氣亦為飽和蒸氣，如圖14所示的1點。但實際制冷循環(huán)中，制冷壓縮機(jī)吸入的制冷劑蒸氣往往是過熱的蒸氣。蒸氣過熱是指制冷劑蒸氣的溫度高于同一壓力下飽和蒸氣的溫度，兩者溫度之差稱為過熱度，有蒸氣過熱的循環(huán)稱為蒸氣過熱循環(huán)。 蒸氣過熱循環(huán)壓焓圖如圖27所示。其中12341表示理論循環(huán)，1＇2＇341＇表示蒸氣過熱循環(huán)，其中11＇過程蒸氣過熱過程。由蒸發(fā)器出來的低壓飽和蒸氣，在通過吸入管道進(jìn)入壓縮機(jī)前從周圍環(huán)境中吸取熱量而過熱，但它沒有對被冷卻介質(zhì)產(chǎn)生制冷效應(yīng)，這種過熱稱為無效過熱；如果蒸氣的過熱發(fā)生在蒸發(fā)器本身，或者發(fā)生在安裝于被冷卻室內(nèi)的吸氣管道上，從被冷卻介質(zhì)吸取熱量而過熱，對被冷卻介質(zhì)產(chǎn)生了制冷效應(yīng)，這種過熱常稱為有效過熱。（1） 無效過熱對于無效過熱循環(huán)，由圖28中可以看出以下幾點。圖28 蒸氣過熱循環(huán)壓焓圖圖29制冷劑制冷系數(shù)隨過熱度變化而變化的規(guī)律a. 蒸氣過熱循環(huán)的單位質(zhì)量制冷量沒有變化，壓縮機(jī)的比功卻有增加，即h2＇h1＇h2h1(因為在蒸氣過熱區(qū)，等熵線越向右越平緩)，所以過熱循環(huán)的制冷系數(shù)降低。b. 在給定制冷量q0下，蒸氣過熱循環(huán)所需要的質(zhì)量流量不變，然而壓縮機(jī)吸氣口的蒸氣比體積增大（v1＇v1）l ,所以過熱循環(huán)需要的體積流量增大，即給定量的制冷劑需要更大容積的壓縮機(jī)。c. 壓縮機(jī)的排氣溫度升高，冷凝器的單位熱負(fù)荷增大。由此可見，無效過熱循環(huán)是不理的，所以又稱為有害過熱。而且蒸發(fā)溫度越低，與環(huán)境溫度的差值越大，有害過熱度越大，循環(huán)經(jīng)濟(jì)性越差。因此，通常采用在吸氣管路上輻射保溫材料來盡量避免有害過熱。（2） 有效過熱圖210 制冷劑單位容積制冷量隨過熱度變化而變化的規(guī)律對于有效過熱循環(huán)，由圖28中可以看出一下幾點。a. 蒸氣過熱循環(huán)的單位質(zhì)量制冷量增加（h1＇h4h1h4）了 ,壓縮機(jī)的比功也增加了，即h2＇h1＇h2h1,循環(huán)制冷系數(shù)的變化取決于制冷劑本身的性質(zhì)。圖19所示為幾種制冷劑制冷系數(shù)隨過熱度變化而變化的規(guī)律。從圖中可以看出，蒸氣有效過熱對制冷劑R134a、R600a、R502友誼，制冷系數(shù)增大，且增大值隨過熱度的增加而增大；蒸氣有效過熱對制冷劑R2R717不利，制冷系數(shù)減小，制冷系數(shù)減小值隨著過熱度增大而增大。b. 在給定制冷量q0下，蒸氣過熱循環(huán)所需要的質(zhì)量流量減小，然而壓縮機(jī)吸氣口的蒸汽比體積增大（v1＇v1）l ,所以蒸氣過熱循環(huán)需要的題記流量及其單位溶劑制冷量的變化也取決于制冷劑本身的性質(zhì)。圖210所示為幾種制冷劑單位溶劑制冷量隨過熱度變化而變化的規(guī)律。從圖中可以看出，蒸氣有效過熱對制冷劑R74R50R290的容積制冷量是有利的，單位容積制冷量增大，且增大值隨過熱度的增加而增大；蒸氣有效過熱對制冷劑R2R717是不利的，單位容積制冷量減小，且減小值隨過熱度的增加而增大。總體上來說，雖然蒸氣過熱對循環(huán)有不利影響，但在實際循環(huán)中，為了防止壓縮機(jī)吸入在蒸發(fā)器中未完全汽化的制冷劑液滴，對運行帶來危害，并使壓縮機(jī)的輸氣量下降，通常希望壓縮機(jī)吸入的蒸氣具有一定的過熱度。對于R717，通常希望有510℃的過熱度；對于R22，由于等熵指數(shù)小，允許有較大過熱度，但是仍然要受最高排氣溫度這一條件的限制。 回?zé)嵫h(huán)為了使制冷劑液體過冷和制冷劑蒸氣有一定程度的過熱，通常在制冷系統(tǒng)中增加一個回?zé)崞?。回?zé)崞饔址Q為氣液交換器，其作用是使節(jié)流前的制冷劑液體與制冷壓縮機(jī)吸入前的制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換，同時實現(xiàn)制冷劑液體過冷和制冷劑蒸氣過熱的熱交換設(shè)備。帶有回?zé)崞鞯难h(huán)稱為回?zé)嵫h(huán)?；?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)如圖111所示。由圖可以看出，來自蒸發(fā)器的低壓氣態(tài)制冷劑1在進(jìn)入壓縮機(jī)前先經(jīng)過一個熱交換器——回?zé)崞?，在回?zé)崞髦信c來自冷凝器的高壓飽和液3（也可以是再冷卻液）進(jìn)行換熱，低溫蒸氣1等壓過熱至狀態(tài)1＇，而高壓液體3被等壓再冷卻至狀態(tài)3＇，從而實現(xiàn)蒸氣回?zé)嵫h(huán)。 回?zé)嵫h(huán)在壓焓圖上的標(biāo)示如圖111所示。其中12341為理論循環(huán)，1＇2＇3＇4＇1＇為回?zé)嵫h(huán)，其中33＇和11＇表示在回?zé)崞髦氐幕責(zé)徇^程。從圖中可以看出，回?zé)嵫h(huán)的單位質(zhì)量制冷量增加了，但是壓縮機(jī)的比功也增加了，所以回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)是增加還是減小與制冷劑的種類有關(guān)，這點與蒸氣過熱循環(huán)的情況一直。即對于制冷劑R50R290來說，回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)及單位容積制冷量均增加；對于制冷劑R717和R22來說，回?zé)嵫h(huán)的制冷系數(shù)及單位容積制冷量均降低。如圖113所示，器縱坐標(biāo)為回?zé)嵫h(huán)性能系數(shù)之比，則R71R22等工質(zhì)的制冷系數(shù)比值小于1；R74R50R290等工質(zhì)的比值大于1；R74R50R290等工質(zhì)的壁紙大于1，亦即經(jīng)濟(jì)性也是好的。如果不考慮回?zé)崞髋c外界的熱量交換，那么回?zé)崞鲀?nèi)液體過冷放出的熱量應(yīng)等于蒸氣過熱吸收的熱量，其熱平衡關(guān)系可表示為也可以寫成式中，Cp1為制冷劑液體的比定壓熱容；Cpg為制冷劑蒸氣的比定壓熱容由于制冷劑液體的比定壓熱容比制冷劑蒸氣的比定壓熱容大，所以回?zé)徇^程中制冷劑蒸氣的溫升要大于制冷劑液體的溫升，制冷劑液體也不可能被冷卻到蒸發(fā)溫度。氟利昂制冷系統(tǒng)比較適合采用回?zé)崞?。因為該系統(tǒng)一般采用直接膨脹供液方式供液，一般不設(shè)置氣液分離器。回?zé)嵫h(huán)的過冷可使節(jié)流降壓后的閃發(fā)氣體減少，從而使節(jié)流閥工作穩(wěn)定，蒸發(fā)器供液均勻。同時回?zé)嵫h(huán)的過熱又可是制冷壓縮機(jī)避免吸入制冷劑液滴，保護(hù)制冷壓縮機(jī)。在低溫制冷裝置中通常也采用回?zé)崞?，這是威力避免吸氣溫度過低使制冷壓縮機(jī)氣缸外壁結(jié)霜、潤滑調(diào)節(jié)惡化，同時也是威力減少節(jié)流后的閃發(fā)氣體。回?zé)崞魇且环N把熱量從一種介質(zhì)中傳到另一種介質(zhì)中的裝置?；?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)和類型有三種：1 將供液管和回氣管扎在一起，耦合保溫，同行段的長短決定其熱交換量的多少 2 套管式熱交換器氣體在管中流動，液體在套管間被冷卻，換熱量受套管長度和氣體過熱度限制 3 盤管式熱交換器 液體在盤管內(nèi)流動、流速通常為8—10m／s 傳熱系數(shù)約為232—290w／㎡℃過冷循環(huán)是指制冷工質(zhì)在進(jìn)入膨脹閥節(jié)流前已經(jīng)過冷的制冷循環(huán)。圖1單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)Ts圖圖2單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)pi圖從Ts圖中可以看出液體工質(zhì)節(jié)流后進(jìn)入濕蒸汽區(qū)，在低壓p0 低溫T0下氣化，節(jié)流后工質(zhì)的干度越小說明工質(zhì)節(jié)流過程產(chǎn)生的蒸汽越小，工質(zhì)在蒸發(fā)器中氣化過程的吸熱量越大。而從另一意義來講，工質(zhì)節(jié)流前后等焓，則氣化吸熱量越大制冷量越大。節(jié)流前后溫差越小節(jié)流損失越小。圖3具有工質(zhì)液體過冷的制冷循環(huán)TS圖圖4具有工質(zhì)液體過冷的制冷循環(huán)pi圖上圖給出了具有制冷工質(zhì)液體過冷的制冷循環(huán)的TS及Pi圖。122＇33＇4＇1為過冷循環(huán)，過冷過程在等壓下進(jìn)行。Tk為冷凝溫度、Tg過冷溫度。不同種類的制冷工質(zhì)，在同樣的過冷度下制冷量不等。如R12制冷機(jī)組，每過冷1℃%,過冷循環(huán)工質(zhì)的過冷度通常選擇為