【正文】 節(jié)流閥前過冷及吸氣過熱循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 （ 3） 對于制冷劑 R11 R114等，由于其熱力性質(zhì)圖的特殊性，制冷壓縮機吸入飽和蒸氣進行壓縮，其壓縮過程線將進入兩相區(qū)，為了保護制冷壓縮機，宜采用過熱或回熱循環(huán)?；責嵫h(huán)的過冷可使節(jié)流降壓后的散發(fā)性氣體減少，從而使節(jié)流機構(gòu)工作穩(wěn)定、蒸發(fā)器的供液均勻。在單位容積制冷量、制冷系數(shù)等方面，它的變化規(guī)律與前面分析的有效過熱的變化規(guī)律完全一致。過熱過程因為不是在被冷卻空間進行，因而沒有產(chǎn)生制冷效果，屬于有害過熱，對循環(huán)不利。 節(jié)流閥前過冷及吸氣過熱循環(huán) 回熱循環(huán)對實際制冷循環(huán)性能的影響 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 由圖 ,1′— 2′— 3′— 4′— 1′與理論循環(huán) 1— 2—3— 4— 1相比，多了蒸氣過熱段 1— 1′和液體過冷段 3— 3′。 對于氟制冷循環(huán)，盡管 圖 R22在過熱循環(huán)中，制冷系數(shù) ε0有下降趨勢，但氟制冷系統(tǒng)仍普遍采用較大的過熱度，一方面是過熱循環(huán)普遍可以改變制冷循環(huán)的性能參數(shù)，另一方面是為了保護制冷壓縮機。因此，氨制冷循環(huán)中不適合采用過熱循環(huán)。 圖 氨制冷循環(huán)隨著制冷劑蒸氣過熱度的增大，制冷系數(shù)快速下降。 節(jié)流閥前過冷及吸氣過熱循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 通常實現(xiàn)過熱的方法是： （ 1）設計時，考慮適當?shù)倪^熱度，增大蒸發(fā)面積。因此，有效過熱對使用制冷劑 R717的制冷循環(huán)無益。 分別由工質(zhì) R717和 R290的熱力性質(zhì)表查出各狀態(tài)點的參數(shù)見表 ，計算結(jié)果見表 、表 。保鮮需制冷量 Q0=50 kW。 圖 是在蒸發(fā)溫度為 0℃ 、冷凝溫度為40℃ 的條件下計算所得的結(jié)果。在圖 ，同時給出了理論制冷循環(huán) 1— 2— 3— 4— 5— 1和具有吸氣過熱的制冷循環(huán) 1′— 2′— 3— 4— 5— 1′。 （ 4） 蒸發(fā)器與制冷壓縮機之間的連接管道吸取被冷卻對象的熱量而過熱，屬有效過熱。但在實際循環(huán)中，制冷壓縮機吸入的制冷劑蒸氣往往是過熱的蒸氣。 過熱分為 有效過熱和有害過熱 兩種。另外，在制冷系統(tǒng)有多個蒸發(fā)器并聯(lián)使用時，可減少供液不均的可能。因此，是否采用過冷系統(tǒng)，采用哪種過冷方式以及多大的過冷度都需要從技術(shù)、經(jīng)濟兩方面綜合考慮。可采用深井水或使冷卻水先入過冷器，以獲得較大的過冷度。 節(jié)流閥前過冷及吸氣過熱循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 實例計算顯示，液體過冷循環(huán)使制冷循環(huán)的制冷系數(shù)ε0增大，使制冷循環(huán)的單位質(zhì)量制冷量 q0增大，從而使制冷循環(huán)的質(zhì)量流量 MR減少，使制冷循環(huán)的單位體積制冷量 qv增加，制冷壓縮機的實際輸氣量 Vs減少，從而使制冷循環(huán)所需要的制冷壓縮機的尺寸可以減小。其中一制冷循環(huán)為理論循環(huán)，另一制冷循環(huán)為過冷循環(huán)，過冷度 Δtgl=5℃ ，試比較兩個制冷循環(huán)的性能。 從制冷系數(shù)變化的角度對比如下： 理論循環(huán) 1— 2— 3— 4— 5— 1 過冷循環(huán) 1— 2— 3— 4′—5′— 1 q0=h1h5 q0′=h1h′5=(h1h5)+(h5h′5)=q0+Δq0 w0=h2h1 w0′=h2h1 ε0=q0/w0 ε0′=q0′/w0′=(q0+Δq0)/w0=ε0+Δε0 節(jié)流閥前過冷及吸氣過熱循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 理論分析顯示，有過冷的制冷循環(huán)，其制冷系數(shù)提高了，因此，過冷循環(huán)對單級蒸氣壓縮式理論循環(huán)有益，且過冷度越大，對制冷循環(huán)越有益。 （ 4） 制冷系統(tǒng)中設置了回熱器。 節(jié)流閥前過冷及吸氣過熱循環(huán) 液體過冷的制冷循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 （ 1） 冷凝器中冷凝面積的選擇往往大于設計所需的冷凝面積。兩者溫度之差稱為過冷度，用 Δtgl表示。為了便于進行比較， 圖 也畫出了理論循環(huán) 12341。 蒸氣壓縮式制冷的實際循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 由上述可知，實際循環(huán)過程中的壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)過程都是不可逆過程。所以實際的壓縮過程是一個不斷變化的多變過程，是一個不可逆過程，實際循環(huán)過程都存在熱量損失 實際循環(huán)與理論循環(huán)的差別 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 （ 2）冷凝和蒸發(fā)過程都是在有傳熱溫差下進行 在實際的熱交換過程中，都存在著傳熱溫差。 壓焓圖及制冷理論循環(huán)的熱力計算 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 由圖 ， t2＝ 57℃ ， h2＝ 。(TkT0)/T0（ ） 壓焓圖及制冷理論循環(huán)的熱力計算 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 【 例 】 假定某一制冷循環(huán)為單級壓縮蒸氣制冷的理論循環(huán)，蒸發(fā)溫度 t0＝ 10℃ ，冷凝溫度為 tk＝ 35℃ ，工質(zhì)為R22，循環(huán)的制冷量 Q0＝ 55 kW，試對該循環(huán)進行熱力計算。質(zhì)量流量物理符號為 MR ，單位為 kg/s；體積流量物理符號為VR，單位為 m3/s。根據(jù) 圖 。 壓焓圖及制冷理論循環(huán)的熱力計算 理論循環(huán)過程在壓焓圖上的表示 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 （ 3） 狀態(tài)點 4的飽和制冷劑液體經(jīng)節(jié)流元件節(jié)流降壓，沿等焓線（節(jié)流過程中焓值保持不變）由冷凝壓力 pk降至蒸發(fā)壓力 p0，到達濕蒸氣狀態(tài)點 5，膨脹過程完成。 壓焓圖及制冷理論循環(huán)的熱力計算 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 壓焓圖及制冷理論循環(huán)的熱力計算 圖 lgph圖的結(jié)構(gòu) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 根據(jù)理論循環(huán)的假設條件，將單級蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)工作過程在壓焓圖上表示出來， 如圖 。 它的內(nèi)容包括： 壓焓圖的構(gòu)成及應用 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 一點： 臨界點 K； 三區(qū)： 液相區(qū)、兩相區(qū)、氣相區(qū)； 五態(tài)： 過冷液狀態(tài)、飽和液狀態(tài)、濕蒸氣狀態(tài)、飽和蒸氣狀態(tài)、過熱蒸氣狀態(tài)； 八線： 等壓線 p，等焓線 h，飽和液線 x=0，飽和氣線x=1，等干度線 x，等容線 v，等熵線 s，等溫線 t。 在制冷與空調(diào)工程中， lgph圖的使用非常普遍。 （ 3） 高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器中的定壓冷卻冷凝過程。 綜上所述，蒸氣壓縮式制冷的理論循環(huán)可歸納為以下四點： （ 1） 低溫低壓的制冷劑液體（含少量散發(fā)蒸氣）在蒸發(fā)器中定壓氣化吸熱過程。 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 如圖 蒸氣壓縮式制冷理論循環(huán)圖。 它與逆卡諾循環(huán)所不同的是： （ 1） 蒸氣壓縮采用干壓縮代替濕壓縮。但是，逆卡諾循環(huán)從理論上指出了提高制冷裝置經(jīng)濟性的方向，同時也可用作評價實際制冷循環(huán)完善程度的指標。 蒸氣壓縮式制冷的基本原理 有傳熱溫差的制冷循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 逆卡諾循環(huán)用 圖 的 1′— 2′— 3′— 4′— 1′表示，有傳熱溫差的制冷循環(huán)用圖 1— 2— 3— 4— 1表示，所消耗的功量為面積 12341，比逆卡諾循環(huán)多消耗的功為2′233′2′和 11′4′41，減少的制冷量為面積 11′4′41。 蒸氣壓縮式制冷的基本原理 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 蒸氣壓縮式制冷的基本原理 圖 逆卡諾循環(huán) 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 前面講過實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)的一個重要條件是制冷劑與被冷卻物體和冷卻介質(zhì)之間必須在無溫差情況下相互傳熱，而實際的熱交換過程總是在有溫差的情況下進行的，理論上要求蒸發(fā)器和冷凝器具有無限大的傳熱面積，這當然是不可能的。 蒸氣壓縮式制冷的基本原理 單元 2 鍋爐的構(gòu)造 根據(jù)熱力學第一定律，有 qc=w0+q0 （ ） 制冷循環(huán)的性能指標是制冷系數(shù)，它表示消耗單位熱量所能獲得的制冷量，用 ε表示。也就是說在吸熱和放熱過程中，工質(zhì)與被冷卻物體及環(huán)境介質(zhì)之間沒有溫差，傳熱是在等溫下進行的，壓縮過程