第三节 液体过冷、蒸汽过热及回热循环

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1、第一章蒸汽压缩式制冷的热力学原理第三节液体过冷、蒸汽过热及回热循环一、液体过冷1.定义　液体过冷：液体制冷剂的温度低于其压力所对应的饱和液体温度。过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温度之差。具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。2.分析3.实现方法1.冷凝器后装过冷器（★图1-6）　2.设计，选型时，适当增大冷凝器面积F×1.15（较多使用）　3.制冷系统中设置回热器，采用回热循环二、蒸汽过热1.定义  　蒸汽过热：制冷剂蒸汽的温度高于其压力所对应的饱和温度。过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。　　　　　　　具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。　有效过热：过热吸收热量来

2、自被冷却介质，产生有用的制冷效果。　　有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。如p＝1atm时，水的ts＝100℃，而通常自来水的温度为20℃，自来水即为过冷液体，过冷度为80℃。点4’的温度：过冷温度trc过冷度△trc＝tk－trc过冷器中通以温度较低的冷却水，如深井水等。可获得较大的过冷度。液体过冷会增大初投资及运行费用，通常对大型的制冷装置才采用液体过冷，而且根据计算，当蒸发温度低于-5℃时，应用液体过冷才是有利的。故一般空调用制冷装置都不采用液体过冷。对于大型的且蒸发温度很低的制冷装置，在条件许可时尽可能采用液体过冷。有效过热指能带来制冷效果的过热，如蒸汽热发生在蒸发

3、器本身，或发生在安装于被冷却室内的吸气管道上。 4.压缩机的吸气比容增大，意味着每公斤制冷剂将需要更大的压缩机容积，或对给定的压缩机而言，它将意味着制冷量下降：循环的单位容积制冷量下降，制冷系数下降。3.过热分析有效过热分析：对循环是否有益与制冷剂性质有关。2.过热原因　　a.蒸发器面积大于设计所需面积（有效过热）　　　b.蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环境热量而过热（有害）c.连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）d.系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴随）★实际运行中，希望有适当的过热度：氨：过热度5～8℃氟利昂：可采取较大的过热度三、回热循环1.实现方法：增设回热器。（★

4、图1-9）2.回热循环分析吸气过热对循环及压缩机都有不利影响。吸气管路中蒸汽过热的程度，与蒸发温度和管路的绝热程度有关。节流阀后、压缩机前的低温管道和设备如果暴露在被冷却空间以外，均需包绝热材料，尽量避免有害过热。说明：蒸汽过热对循环不利，但制冷剂实际运行中，希望压缩机吸气有适当的过热度，否则未汽化的制冷剂液体会进入压缩机气缸，给运行带来危害，并使压缩机制冷量下降。通常允许的吸气过热度大小，与工质种类有关。氟利昂大过热度，能使润滑油顺利返回压缩机，有利于改善压缩机运行条件。使冷凝器冷凝后的制冷剂液体先通过回热器再去节流阀；蒸发器吸热汽化的制冷剂蒸汽先通过回热器再去压缩机。从而使节流阀前常温下

5、的制冷剂液体与压缩机吸入口前低温的制冷剂蒸汽进行热交换，达到节流前制冷剂液体过冷、压缩机吸气过热的目的。回热器一般采用盘管式。在小型制冷系统中，往往不装设回热器，而是将蒸发器出口的低温蒸汽管道，与节流前的液体管道并列敷设在一起，外面用隔热材料包扎起来，使两管壁接触进行热量交换，以达到回热的目的。1.压缩机吸气过热，防止低压蒸汽中夹带的液滴进入压缩机；2.提高压缩机吸气℃，减轻或避免吸气的有害过热，建漆吸入蒸汽与气缸壁间的热交换，提高输气系数；3.3.优点：　　　　1.利于压缩机运行，防止液击；        2.提高压缩机输气系数；3.改善低温下压缩机的润滑条件四、热力计算工作参数的确定　　

6、1.蒸发温度t0：制冷剂在蒸发器中汽化时的温度，与被冷却对象（冷冻水、盐水、空气）有关。空气：t0＝t’－（8～10℃）水或盐水：t0＝t’－（4～6℃）　　2.冷凝温度tk：制冷剂在冷凝器中液化时的温度，与冷凝器结构型式和所采用的冷却介质（水或空气）有关。空气：tk＝t进口＋15℃水：tk＝tpj＋（5～7℃）蒸发式冷凝器：tk＝夏季室外计算湿球温度＋（8～15℃）3.过冷温度trc：trc＝tk－（3～5℃）4.压缩机吸气温度t1：氨：t1＝t0＋（5～8℃）氟利昂（回热循环）：t1＝15℃★例1-1对于低温下工作的压缩机，改善润滑。故是否应用蒸汽回热循环，需要从多方面综合考虑。tpj为

7、冷凝器中冷却水进出口平均温度。立式壳管式冷凝器，水的温升为2～4℃。上一节　下一节