蒸气压缩式制冷循环参数设计

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1、（1）蒸气压缩式制冷循环参数设计确定制冷循环的设计参数，实质上就是确定制冷循环中制冷剂的工作温度和工作压力。制冷剂的工作温度取决于冷却介质温度、被冷却介质温度、传热温差及设备配置。冷却介质的温度取决于当地的水文气象条件，我国主要城市室外气象计算参数见采暖通风空调设计规范，被冷却介质的温度取决于生产工艺的要求；传热温差取决于热交换器的型式、冷却介质和被冷却介质的温度及节能要求等条件。一项制冷工程总是根据特定的服务对象而设计。在满足要求的制冷量和制冷温度的前提下，设计参数不同，制冷装置的制冷效果和能

2、耗水平也不相同。因此在设计过程中，必须根据具体情况选择合理的设计参数，这样才能在保证制冷要求的同时，投资合理、节能降耗，获得最佳的经济效益。4.3.1冷凝温度的确定制冷循环中的冷凝温度，是指制冷剂在冷凝器中冷凝时的温度，与该温度相对应的是制冷剂蒸气压力即冷凝压力。冷凝温度是制冷循环中主要运行参数之一。对于实际制冷装置，由于其他设计参数变化范围较小，冷凝温度可以说是最重要的运行参数。它直接关系到制冷装置的制冷效果、安全可靠性和能耗水平。由于冷凝温度Tk与冷凝压力Pk相对应，冷凝温度Tk升高，冷凝压

3、力Pk也升高，将使制冷压缩机的压缩比增大。压缩比增大一方面致使压缩机的输气系数降低，功耗增大，制冷系数下降；另一方面，压缩比增大使压缩机排气温度升高，压缩机（尤其是活塞式）的故障率增加，运行的安全可靠性降低。因此，制冷压缩机的型式，压缩机所配的电动机功率和制冷装置的结构强度，都限制了制冷装置的最高冷凝温度。在国家标准GB10875—89和GB10872—89中，规定了中小型活塞式制冷压缩机的最高冷凝温度见表4.10。表4.10中小型活塞式制冷压缩机最高冷凝温度（℃）项目R717R12R22R50

4、2冷凝温度高冷凝温度低冷凝温度高冷凝温度低冷凝温度冷凝温度中型活塞式压缩机46604960①4949小型活塞式压缩机--6060②49注：①中温时最高冷凝温度为55℃。②当使用于中温时为55℃，使用于低温时为49℃。在制冷装置的设计中，冷凝温度的确定与冷凝器的型式有关，与所在地区的水文气象条件及冷凝介质种类有关，同时也与所采用的制冷压缩机和制冷剂种类有关，采用不同型式冷凝器时，冷凝温度的确定可参照表4.11。表4.11冷凝温度的确定方法冷凝器型式冷凝温度计算式说明书立式壳管式淋激式卧式壳管式套管

5、式组合式tk=1/2(t1+t2)+θmt1—冷却水进口温度（℃）。按当地水源温度计算，但不能超过33℃t2—冷却水出口温度（℃）θm—冷凝器中平均传热温差（℃）。取θm=4～7℃，当t1≤25℃时取上限值，当t1≥30℃时取下限值。氨冷凝器取较小值，氟利昂冷凝器取较大值。冷却水温升（t2-t1），对立式壳管式冷凝器、淋激式冷凝器取2～3℃，对卧式壳管式冷凝器、套管式冷凝器、组合式冷凝器取3～5℃。当t1≤25℃时取上限值，t1≥30℃时取下限值风冷式tk=t1+Δtt1—进口空

6、气干球温度（℃），按当地夏季室外通风温度（干球）计算Δt—冷凝温度与进口空气温度（干球）之差（℃），取Δt=10～15℃蒸发式tk=ts+Δtts—进口空气湿球温度（℃），按当地夏季空气调节室外计算湿球温度计算Δt—冷凝温度与进口空气湿球温度之差（℃），取Δt=8～15℃，通风良好或干燥地区取较小值根据上述分析，在制冷量Ｑ0一定时，冷凝温度Tk越高，制冷循环的耗功越大，效率越低。因此，应该尽可能使制冷装置在较低的冷凝温度下运行。应该注意的是，在设计中刻意选择过低的冷凝温度，将导致在实际运行中出现

7、高的冷凝温度。下面通过一个例题说明。【例4.3】已知某氨制冷装置在蒸发温度t0=-15℃运行，若制冷量Ｑ0=100kw不变，压缩机吸入干饱和蒸气，冷凝终了为饱和液体，其循环见图4.2。求该制冷装置在冷凝温度Tk分别为30℃、35℃，40℃时，冷凝热负荷Ｑk和等熵压缩功的变化。【解】计算结果见表4.12。表4.12不同tk下冷凝热负荷和压缩功的变化冷凝温度tk/℃303540单位制冷量q0/(kJ/kg)1102.41078.11053.4工质流量qm/(kg/s)0.09070.09270.09

8、49单位冷凝负荷qk/(kJ/kg)1336.91333.51338.1单位压缩功/(kJ/kg)234.5255.4284.7单位压缩功比值100108.9121.4冷凝热负荷Qk/kW121.25123.62127.03冷凝热负荷比值100102104.8压缩机消耗的压缩功率/kW21.2723.6727.03耗功率比值100111.3127由表4.12可见，冷凝温度由30℃升到40℃时，单位制冷量减少，单位压缩功增加了21.4%，压缩机消耗的理论功率增加了27%，冷凝热负荷增加了4.8%。