双级压缩制冷装置中间压力和压力的确定
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两级压缩中间冷却的最佳压力
在两级压缩系统中,中间冷却对于提高系统效率非常重要。
确定最佳中间冷却压力需要考虑多个因素,包括压缩机的设计参数、工作介质的性质以及系统的特定要求。
通常情况下,中间冷却的最佳压力应该选择在两级压缩机之间的合适位置,以实现最佳性能。
这个位置可以通过对系统进行热力学分析和计算得到。
其中一种常见的方法是使用热力学循环模拟软件来模拟整个压缩系统,并通过调整中间冷却压力来优化系统性能。
这样的软件可以根据给定的参数,如压缩机的效率、流量、工作介质的物性等,计算出最佳的中间冷却压力。
此外,还可以通过试验和实际运行数据来确定最佳的中间冷却压力。
在实际运行中,可以尝试不同的中间冷却压力,并测量系统的功耗、效率等指标,以找到最佳的工作点。
总而言之,确定最佳的中间冷却压力需要综合考虑多个因素,并通过热力学分析、模拟计算或实际试验来确定。
对于具体的系统,最佳中间冷却压力可能会有所不同,因此建议在实际应用中进行充分测试和优化。
1。
双级压缩制冷装置中间压力的确定论文作者:吴春江摘要:随着制冷技术的发展,对于用冷量大的系统采用单机双级压缩制冷装置已不是最佳方案,而采用单机配打双级压缩制冷装置得到越来越广泛的应用。
本文主要介绍双级压缩制冷过程中间压力对制冷系数的影响,从而为设计单机配打双级压缩制冷装置时,合理的选择中间压力提供依据。
关键词:制冷工况蒸发压力冷凝压力0、引言随着我国国民经济和社会的发展,双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、食品等建筑中广泛应用,从而使国民经济和社会发展用于制冷技术方面的能耗逐年增长。
一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面越来越广,而对于单机配打双级压缩制冷装置设计使用过程中的通常是简单选择中间温度,也因为目前国内、外对于双级压缩制冷中间温度没有系统的标准,实际运行过程中具有一定的随意性,从而导致双级压缩冷冻机经常不处于最大制冷系数的工况下工作,影响整套设备的制冷效果,不利于节能要求。
我国的节约能源法中指出,节能是指加强用能的管理,采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。
节能还包括再生能源和新能源的开发利用。
节能对于我国现代化建设来说,具有更重大的意义。
目前,全国各地电力十分紧张,但所需能量也在迅速增长。
由此要求我们制冷专业人员在设计、施工到运行管理的各个环节中都应通力合作,才能实现节能的目的。
1、双级压缩制冷系统的基本类型及制冷经济技术指标两级压缩制冷机是将压缩过程分为两次来实现,系将来自蒸发器压为为Pe的低压制冷剂蒸气先用低压压缩机(或压缩机的低压级)压缩到中间压力Pm,然后再用高压压缩机(或压缩机的高压级)压缩到冷凝压力Pc。
因此,它需要用两台压缩机(或使用双级压缩机)。
现在,对于活塞式和螺杆式压缩机,大多是选用单级压缩机组合成两级压缩制冷机,而不专门针对两级压缩制冷的要求设计和生产高压及低压压缩机。
1.1 双级压缩制冷系统的基本类型1.1.1 两级节流中间完全冷却:1.1.1.1 高低压级流量比:;1.1.1.2 理论制冷系数:。
1.1.3.3 多级蒸汽压缩制冷循环在单级蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂选定后,其冷凝压力,蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制,蒸发温度由制冷装臵的用途确定的,当冷凝温度升高或蒸发温度降低时,压缩机的压力增大,排气温度上升,在常温冷却条件下能够获得低温程度是有限的,即制冷温差是有限的。
当要求的制冷温差使循环的压力比超过单级压力比的上述限制时,一种解决办法是采用分级压缩,中间冷却,就是分两极或多级达到循环所要求的总压力比,并且在低压即完成压缩后,现将其排气冷却降温后再到高压级继续压缩,从而每一级的压力比和排气温度均不超限。
由于考虑到超过两级后系统设计的复杂性及其他许多因素,故两级以上的循环在实际中很少使用,通常采用两级压缩循环,所以一下重点讨论两级压缩制冷循环。
1.1.3.3.1 两级压缩制冷循环概述在蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂选定后,其冷凝压力、蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制,蒸发温度由制冷装臵的用途确定。
当冷凝温度升高或蒸发温度降低时,压缩机的压力比将增大。
由于压缩机余隙容积的存在,压力比提高到一定数值后,压缩机的容积系数变为零,压缩机不再吸气,制冷机虽然在不断运行,制冷量却变为零。
例1 有一台制冷压缩机,工质为R22,相对余隙容积,膨胀过程指数,冷凝温度℃,求允许最低蒸发温度。
解容积系数的计算公式为当达到最低蒸发温度时,,上式可变为代入具体数值,即冷凝温度℃时,R22的冷凝压力,因此最低蒸发压力为与相对应的蒸发温度℃,这就是蒸发温度的极限值。
单级压缩的最低蒸发温度不仅受到容积系数为零的限制,随着压力比的增大,除了引起制冷量下降,功耗增加、制冷系数下降、经济性降低外,排气温度的限制也是选择压缩机级数的另一个重要原因。
排气温度过高,它将使润滑油变稀,润滑条件恶化,甚至会引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。
当冷凝温度为40℃,蒸发温度为-30℃时,单级氨压缩机即使在等熵压缩的情况下,排气温度已高达160℃,显然它已超过了规的最高排气温度为150℃的限制。
建环《制冷原理与设备》课程部分思考题、练习题参考解答08年10月一、判断题1.湿蒸气的干度×越大,湿蒸气距干饱和的距离越远。
(×)2.制冷剂蒸气的压力和温度间存在着一一对应关系。
(×)3.低温热源的温度越低,高温热源的温度越高,制冷循环的制冷系数就越大。
(×)4.同一工质的汽化潜热随压力的升高而变小。
(√)5.描述系统状态的物理量称为状态参数。
(√)6.系统从某一状态出发经历一系列状态变化又回到初态,这种封闭的热力过程称为热力循环。
(√)7.为了克服局部阻力而消耗的单位质量流体机械能,称为沿程损失。
(×)8.工程上用雷诺数来判别流体的流态,当Re< 2000时为紊流。
(×)9.流体在管道中流动时,沿管径向分成许多流层,中心处流速最大,管壁处流速为零。
(√) 10.表压力代表流体内某点处的实际压力。
(×)11.流体的沿程损失与管段的长度成正比,也称为长度损失。
(√)12.使冷热两种流体直接接触进行换热的换热器称为混合式换热器。
(×)13.制冷剂R717、R12是高温低压制冷剂。
(×)14.氟利昂中的氟是破坏大气臭氧层的罪魁祸首。
(×)15.混合制冷剂有共沸溶液和非共沸溶液之分。
(√)16.氟利昂的特性是化学性质稳定,不会燃烧爆炸,不腐蚀金属.不溶于油。
(×) 17.《蒙特利尔议定书》规定发达国家在2030年停用过渡性物质HCFC。
(√)18.二元溶液的定压汽化过程是降温过程,而其定压冷凝过程是升温过程。
(×)19.工质中对沸点低的物质称作吸收剂,沸点高的物质称作制冷剂。
(×)20.盐水的凝固温度随其盐的质量分数的增加而降低。
(×)21.R12属于CFC类物质,R22属于HCFC类物质,R134a属于HFC类物质。
(√) 22.CFC类、HCFC类物质对大气臭氧层均有破坏作用,而HFC类物质对大气臭氧层没有破坏作用。
引言随着我国国民经济和社会的发展,双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、食品等建筑中广泛应用,从而使国民经济和社会发展用于制冷技术方面的能耗逐年增长。
一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面越来越广,而对于单机配打双级压缩制冷装置设计使用过程中的通常是简单选择中间温度,也因为目前国内、外对于双级压缩制冷中间温度没有系统的标准,实际运行过程中具有一定的随意性,从而导致双级压缩冷冻机经常不处于最大制冷系数的工况下工作,影响整套设备的制冷效果,不利于节能要求。
我国的节约能源法中指出,节能是指加强用能的管理,采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。
节能还包括再生能源和新能源的开发利用。
节能对于我国现代化建设来说,具有更重大的意义。
目前,全国各地电力十分紧张,但所需能量也在迅速增长。
由此要求我们制冷专业人员在设计、施工到运行管理的各个环节中都应通力合作,才能实现节能的目的。
1、双级压缩制冷系统的基本类型及制冷经济技术指标两级压缩制冷机是将压缩过程分为两次来实现,系将来自蒸发器压为为Pe 的低压制冷剂蒸气先用低压压缩机(或压缩机的低压级)压缩到中间压力Pm,然后再用高压压缩机(或压缩机的高压级)压缩到冷凝压力Pc。
因此,它需要用两台压缩机(或使用双级压缩机)。
现在,对于活塞式和螺杆式压缩机,大多是选用单级压缩机组合成两级压缩制冷机,而不专门针对两级压缩制冷的要求设计和生产高压及低压压缩机。
1.1 双级压缩制冷系统的基本类型1.1.1 两级节流中间完全冷却:T-S图: P-S图1.1.1.1 高低压级流量比:;1.1.1.2 理论制冷系数:。
1.1.2 两级节流中间不完全冷却:T-S图: P-S图:1.1.2.1 高低压级流量比:;1.1.2.2 理论制冷系数:。
1.1.3 一级节流中间完全冷却:T-S图: P-S图:1.1.3.1 高低压级流量比:;1.1.3.2 理论制冷系数:。
双级压缩制冷装置中间压力的确定的开题报告1. 研究背景和目的双级压缩制冷技术已经在冰箱、空调和冷藏设备中得到了广泛应用。
这种制冷技术有助于提高设备的效率和降低能源消耗,但对于压缩机中间压力的准确控制却是一个挑战。
中间压力的选取直接影响到制冷循环的效率和稳定性。
为了解决这一问题,需要进行深入的研究来确定双级压缩制冷装置中间压力的最佳选取范围。
本研究的目的是通过数值模拟和实验研究的方法,探讨双级压缩制冷装置中间压力的确定方法。
2. 研究内容和方法本研究的基本内容是双级压缩制冷装置中间压力的确定。
具体的研究内容和方法包括以下几个方面:(1)建立双级压缩制冷装置的数学模型;(2)对数学模型进行数值求解,得到制冷循环中各参数的变化规律,分析中间压力对制冷循环效率和稳定性的影响;(3)利用实验装置进行实验研究,验证数值模拟的结果;(4)根据数值模拟和实验研究结果,确定双级压缩制冷装置中间压力的最佳选取范围。
3. 预期成果和意义本研究的预期成果是确定双级压缩制冷装置中间压力的最佳选取范围,为设备设计和运行提供参考依据。
同时,本研究可促进双级压缩制冷技术的发展,提高这种技术的应用效率和稳定性,对于降低能源消耗,保护环境具有重要意义。
4. 研究进度计划本研究的进度计划大致如下:第一阶段:对双级压缩制冷装置进行建模,初步确定中间压力选取范围。
时间安排为2个月。
第二阶段:进行数值模拟,得到制冷循环中各参数的变化规律,并分析中间压力对制冷循环效率和稳定性的影响。
时间安排为3个月。
第三阶段:利用实验装置进行实验研究,验证数值模拟的结果,进一步确定中间压力选取范围。
时间安排为3个月。
第四阶段:根据数值模拟和实验研究结果,确定双级压缩制冷装置中间压力的最佳选取范围,并撰写研究报告。
时间安排为2个月。
总计10个月。
2023年公用设备工程师之专业知识(暖通空调专业)精选试题及答案二单选题(共40题)1、设计高层建筑的室内消火栓系统时,每个水泵接合器的流量按( )L/s计算。
A.5~10B.10~15C.15~20D.20~25【答案】 D2、在室内采暖系统中能够实现运行节能的方法,应是下列哪一项?A.随着房间热负荷的降低,减小送回水温差B.随着房间热负荷的降低,提高供水温度C.随着房间热负荷的降低,减少送回水流量D.随着房间热负荷的降低,降低回水温度【答案】 C3、在设计某办公楼机械循环热水供暖系统时,下列何项措施符合节能要求?( )。
A.系统南北分环布置,采用单管系统并加设恒温阀B.系统南北分环布置,采用单管系统并加跨越管C.系统南北分环布置,采用双管系统并加恒温阀D.系统南北分环布置,根据水力平衡要求在分环回水支管上设置水力平衡阀4、高压蒸汽供暖系统水力计算时,正确的做法是( )。
A.采用当量阻力法计算B.管道的管径根据热负荷查表确定C.管内流速不受限制D.高压蒸汽最不利环路供汽管的压力损失不应大于起始压力的25%【答案】 D5、燃油锅炉的燃料输送系统一般由( )组成。
A.日用油箱、油泵、油罐、油流动驱动设备等B.油泵、油罐、油管、过滤器、日用油箱等C.提升机、油罐、油泵等D.油罐、过滤器、提升机、日用油箱【答案】 B6、热泵系统的总吸热量是指( )。
A.用户系统的总用冷量和热泵机组压缩机总耗功、循环水在输送过程中失去的热量并扣除水泵释放到循环水中的热量B.用户系统的总用热量并扣除热泵机组压缩机的总耗功、循环水在输送过程中得到的热量和水泵释放到循环水中的热量C.用户系统的总用冷量和热泵机组压缩机总耗功、循环水在输送过程中得到的热量和水泵释放到循环水中的热量D.用户系统的总用热量并扣除热泵机组压缩机的总耗功、循环水在输送过程中失去的热量并扣除水泵释放到循环水中的热量7、燃气冷热电三联供系统中,哪种发电装置获得的高温余热量最大?( )A.内燃机型发电机组B.燃气轮机型发电机组C.微燃气轮机型发电机组D.都差不多【答案】 B8、氨制冷压缩机吸气管应有坡度,坡向( )。
双级压缩制冷循环原理集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)双级压缩制冷循环原理一、萨震两级压缩采用的原因制冷系统的冷凝温度(或冷凝压力)决定于冷却剂(或环境)的温度,而蒸发温度(或蒸发压力)取决于制冷要求。
由于生产的发展,对制冷温度的要求越来越低,因此,在很多制冷实际应用中,要在高压端压力(冷凝压力)对低压端压力(蒸发压力)的比值(即压缩比)很高的条件下进行工作。
由理想气体的状态方程Pv/T≡C可知,此时若采用单级压缩制冷循环,则压缩终了过热蒸气的温度必然会很高(V一定,P↑→T↑),于是就会产生以下许多问题。
1.压缩机的输气系数λ大大降低,且当压缩比≥20时,λ=0 。
2.压缩机的单位制冷量和单位容积制冷量都大为降低。
3.压缩机的功耗增加,制冷系数下降。
4.必须采用高着火点的润滑油,因为润滑油的粘度随温度升高而降低。
5.被高温过热蒸气带出的润滑油增多,增加了分油器的负荷,且降低了的传热性能。
总上所述,当压缩比过高时,采用单级压缩循环,不仅是不经济的,而且甚至是不可能的。
为了解决上述问题,满足生产要求,实际中常采用带有中间冷却器的制冷循环。
但是,双级压缩制冷循环所需的设备投资较单级压缩大的多,且操作也较复杂。
因此,采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都是有利的,一般当压缩比≥8时,采用双级压缩较为经济合理。
二、双级压缩制冷循环的组成及常见形式两级压缩制冷循环,是指来自的蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后,才进入冷凝器。
并在两次压缩中间设置中间冷却器。
两级压缩制冷循环系统可以是由两台压缩机组成的双机(其中一台为低压级压缩机,另一台为高压级压缩机)两级系统,也可以是由一台压缩机组成的单机两级系统,其中一个或两个汽缸作为高压缸,其余几个汽缸作为低压缸,其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。
两级压缩制冷循环由于节流方式和中间冷却程度不同而有不同的循环方式,通常分为:两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却和一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。
双级压缩制冷装置中间压力的确定论文作者:吴春江摘要:随着制冷技术的发展,对于用冷量大的系统采用单机双级压缩制冷装置已不是最佳方案,而采用单机配打双级压缩制冷装置得到越来越广泛的应用。
本文主要介绍双级压缩制冷过程中间压力对制冷系数的影响,从而为设计单机配打双级压缩制冷装置时,合理的选择中间压力提供依据。
关键词:制冷工况蒸发压力冷凝压力0、引言{随着我国国民经济和社会的发展,双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、食品等建筑中广泛应用,从而使国民经济和社会发展用于制冷技术方面的能耗逐年增长。
一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面越来越广,而对于单机配打双级压缩制冷装置设计使用过程中的通常是简单选择中间温度,也因为目前国内、外对于双级压缩制冷中间温度没有系统的标准,实际运行过程中具有一定的随意性,从而导致双级压缩冷冻机经常不处于最大制冷系数的工况下工作,影响整套设备的制冷效果,不利于节能要求。
我国的节约能源法中指出,节能是指加强用能的管理,采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。
节能还包括再生能源和新能源的开发利用。
节能对于我国现代化建设来说,具有更重大的意义。
目前,全国各地电力十分紧张,但所需能量也在迅速增长。
由此要求我们制冷专业人员在设计、施工到运行管理的各个环节中都应通力合作,才能实现节能的目的。
1、双级压缩制冷系统的基本类型及制冷经济技术指标两级压缩制冷机是将压缩过程分为两次来实现,系将来自蒸发器压为为Pe的低压制冷剂蒸气先用低压压缩机(或压缩机的低压级)压缩到中间压力Pm,然后再用高压压缩机(或压缩机的高压级)压缩到冷凝压力Pc。
因此,它需要用两台压缩机(或使用双级压缩机)。
现在,对于活塞式和螺杆式压缩机,大多是选用单级压缩机组合成两级压缩制冷机,而不专门针对两级压缩制冷的要求设计和生产高压及低压压缩机。
行业资料:________ 配组双级压缩操作规程单位:______________________部门:______________________日期:______年_____月_____日第1 页共10 页配组双级压缩操作规程1.单机压缩的准备工作,均适用于双级压缩准备工作。
2.检查中冷品的进出气阀,蛇形管的进出液阀是否全部打开。
3.调整压缩机进排气管线有关阀门,必须道德关闭低压机向冷凝器的排气阀和高压机来自低压系统的吸入阀,然后打开低压机通向中冷器的排出阀,及高压级压缩机自中冷器的吸入阀。
4.检查中冷器液面应保持在浮球控制高度。
5.检查中冷器的压力,如超过5㎏/C㎡时,应进行降压。
6.检查高、低压机停车连锁装置是否正常。
(二)压缩机的启动7.双级压缩必须必须启动高压机,当中间压力降至1㎏/C㎡时,方可启动低压机。
当开启低压机吸入阀时,应注意中间压力与高压机电流负荷不得超过规定要求。
低压机如有两台以上者,应先启动一台,运转正常后,再逐台启动。
高压机及低压机启动操作方法与单级相同。
8.当高压级压缩机排气温度达到60℃时,开始向中间;冷却器供液。
9.根据库房负荷情况,适当开启有关供液阀,如氨泵供液,应按照氨泵操作规程启动氨泵供液。
10.作好开车记录。
(三)操作与调整11.单级压缩的《操作与调整》,一般适用于配组双级压缩的操作与调整。
12.中间压力应与蒸发压力、冷凝压力相适应(一般当容积比接近第 2 页共 10 页2:1时,中压在2.5㎏/C㎡左右。
容积比接近3:1时,中压在3.5㎏/C㎡左右),最高不得超过4㎏/C㎡,并注意高压机电流负荷不得超出电机额定电流,电动机温升不得走出规定要求。
13.低压机与高压机的排气温度应与蒸发温度相适应(高压缩的排出温度不得超过130℃),否则即反映操作不够正常,应检查原因予以调整。
低压机的吸气温度与排气温度剧烈降低时,处置办法与单级压缩相同。
高压机的吸气温度与排气温度剧烈降低时,应首先关小低压机吸入阀后,再关小高压机吸入阀,密切注意中间压力不得升高,必要时进行排液处理,若湿总程严重,应紧急停车,但必须先停低压机,再停高压机。
2023年公用设备工程师之专业知识(暖通空调专业)模考模拟试题(全优)单选题(共45题)1、制冷工况条件下,供/回水温度为7/12℃,下列关于吸收式制冷机组的表述中哪项是正确的?A.同等的制冷量、同样的室外条件,吸收式制冷机组的冷却水耗量小于电机驱动压缩式冷水机组的冷却水量耗量B.同等的制冷量、同样的室外条件,吸收式制冷机组的冷却水耗量等于电机驱动压缩式冷水机组的冷却水量耗量C.同等的制冷量、同样的室外条件,吸收式制冷机组的冷却水耗量大于电机驱动压缩式冷水机组的冷却水量耗量D.吸收式制冷机组的冷却水和电机驱动压缩式冷水机组一样只通过冷凝器【答案】C2、关于空调建筑的新风问题,下列说法中正确的是()。
A.设置新风系统比开窗通风方式更节能B.设置新风系统比开窗通风的通风效果更好C.目前的开窗通风方式无法对通风量进行有效控制D.空调新风系统运行时应禁止开窗【答案】C3、在对冷藏库制冷系统的多项安全保护措施中,下列哪项做法是错误的?A.制冷剂泵设断液自动停泵装置B.制冷剂泵排液管设止回阀C.各种压力容器上的安全阀泄压管出口应高于周围60m内最高建筑物的屋脊5m,且应防雷、防雨水,防杂物进入D.在氨制冷系统设紧急泄氨器【答案】C4、氨制冷站的氨压缩机房的火灾危险性分类,正确的应是下列哪一项?()A.甲类B.乙类C.丙类D.丁类【答案】B5、《公建节能》规定:蒸气压缩制冷循环冷水(热泵)机组的部分负荷综合性能系数(IPLV)宜按式()计算和检测条件检测。
A.B.C.D.【答案】A6、某高层建筑的封闭避难层需设置加压送风系统,避难层的净面积为800㎡,设计的加压送风量下列哪一项不符合要求?()A.B.C.D.【答案】A7、冷库围护结构热流量计算的室外计算温度,应采用()。
A.夏季空调室外计算干球温度B.夏季通风室外计算干球温度C.最热月平均温度D.夏季空调日平均温度【答案】D8、穿过防火墙的通风系统,在防火墙两侧()内的风管和绝热层应为不燃绝热材料。
两级蒸汽压缩式制冷循环
两级蒸汽压缩式制冷循环的实质是将压缩过程分为两个阶段进行,蒸发压力先经过中间压力,再到冷凝压力。
这种制冷循环主要分为单级双级和双机双级两种形式。
在单级双级制冷循环中,使用一台压缩机,气缸一部分为高压级,一部分为低压级。
在双机双级制冷循环中,则使用两台压缩机,分别为高压级和低压级。
在两级蒸汽压缩式制冷循环中,制冷剂的节流级数和中间冷却方式可以根据需要进行选择。
一级节流是指供液的制冷剂液体直接由冷凝压力节流至蒸发压力;二级节流则是经一个阀节流至中间压力,再经另一个节流至蒸发压力。
中间冷却方式有两种,分别是中间完全冷却和中间不完全冷却。
中间完全冷却将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸汽;中间不完全冷却则未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸汽。
两级蒸汽压缩式制冷循环常用于中小型制冷系统,可以实现更低的蒸发温度,同时保证制冷循环效率不下降。
在实际应用中,选择哪种中间冷却方式通常由选用的制冷剂种类来决定,氨制冷系统通常采用中间完全冷却,而氟利昂制冷系统则常采用中间不完全冷却。
双级压缩制冷装置中间压力的确定论文作者:吴春江摘要:随着制冷技术的发展,对于用冷量大的系统采用单机双级压缩制冷装置已不是最佳方案,而采用单机配打双级压缩制冷装置得到越来越广泛的应用。
本文主要介绍双级压缩制冷过程中间压力对制冷系数的影响,从而为设计单机配打双级压缩制冷装置时,合理的选择中间压力提供依据。
关键词:制冷工况蒸发压力冷凝压力0、引言随着我国国民经济和社会的发展,双级压缩制冷技术已在国防、科研、化工、医院、食品等建筑中广泛应用,从而使国民经济和社会发展用于制冷技术方面的能耗逐年增长。
一些单位或工厂企业使用双级压缩制冷技术面越来越广,而对于单机配打双级压缩制冷装置设计使用过程中的通常是简单选择中间温度,也因为目前国内、外对于双级压缩制冷中间温度没有系统的标准,实际运行过程中具有一定的随意性,从而导致双级压缩冷冻机经常不处于最大制冷系数的工况下工作,影响整套设备的制冷效果,不利于节能要求。
我国的节约能源法中指出,节能是指加强用能的管理,采取技术可行、经济合理以及环境和社会可以承担的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。
节能还包括再生能源和新能源的开发利用。
节能对于我国现代化建设来说,具有更重大的意义。
目前,全国各地电力十分紧张,但所需能量也在迅速增长。
由此要求我们制冷专业人员在设计、施工到运行管理的各个环节中都应通力合作,才能实现节能的目的。
1、双级压缩制冷系统的基本类型及制冷经济技术指标两级压缩制冷机是将压缩过程分为两次来实现,系将来自蒸发器压为为Pe的低压制冷剂蒸气先用低压压缩机(或压缩机的低压级)压缩到中间压力Pm,然后再用高压压缩机(或压缩机的高压级)压缩到冷凝压力Pc。
因此,它需要用两台压缩机(或使用双级压缩机)。
现在,对于活塞式和螺杆式压缩机,大多是选用单级压缩机组合成两级压缩制冷机,而不专门针对两级压缩制冷的要求设计和生产高压及低压压缩机。
双级压缩制冷系统的基本类型两级节流中间完全冷却:#T-S图: P-S图高低压级流量比:;理论制冷系数:。
两级节流中间不完全冷却:T-S图: P-S图:高低压级流量比:;理论制冷系数:。
一级节流中间完全冷却:T-S图: P-S图:高低压级流量比:;理论制冷系数:。
~一级节流中间不完全冷却:T-S图: P-S图:高低压级流量比:;理论制冷系数:。
2、中间压力Pm(或中间温度Tm)对制冷系数的影响两级压缩制冷系统设计过程中,首先要确定中间压力。
正确而合理的选择中间压力,可使制冷循环具有较高的经济性。
在蒸发压力Pe和冷凝压力Pc已给定的情况下,两级压缩制冷循环的中间压力Pm(或中间温度Tm)对循环的经济性、压缩机的容量和功率都具有一定的影响,因此合理地确定中间压力Pm(中间温度Tm)是压缩机计算过程中的一个重要环节。
反过来,在在蒸发压力Pe和冷凝压力Pc已给定的情况下,必然对应有一个最佳的中间压力Pm(中间温度Tm),满足使压缩机制冷系统处于最大制冷系数条件下工作的中间压力Pm(中间温度Tm)。
这一点对于无级能量调节的螺杆压缩机组,可以通过微调制冷压缩机的能量调节来调整中间压力Pm(中间温度Tm),使其稳定于最佳中间压力Pm(中间温度Tm)条件下工作。
也就使制冷装置经常处于最大制冷系数的状态下工作。
对于冷凝温度保持恒定而蒸发温度发生变化时。
这种变工况不但出现在一些蒸发温度可以调节的试验用低温制冷装置中,而且常出现在任何两级压缩制冷机的热态启动过程中。
在这样的情况下,不但制机的制冷量、耗功和制冷系数要发生变化,中间压力和高、低压压缩机的压力比也要发生变化。
下图为一台活塞式两级压缩氨制冷机冷凝温度不变时的工作压力和压力比随蒸发温度的变化关系。
由图可知,两级压缩制冷机的工况变动时的一些特性:)① 随着te的升高,压力pc和pm都有不断升高,但pm升高得快;② 随着te的升高,压力比σH和σL都不断下降,但σH下降快;③ 随着te的升高,压力差(pc-pm)减小,(pm-pe)先逐渐增大而后逐渐减小。
上述分析和结论虽然是依据个别情况得出,但定性地说,它表达了双级压缩制冷机的共同特性。
由于季节性的影响蒸发温度不变而冷凝温度变化。
这种情况用户用冷温度要求恒定,而冷凝温度通常随季节性的变化而发生变化。
如某化工企业有一套单机配打中间完全冷却双级压缩氨制冷装置冬、夏运行工况分别为:夏季运行工况为-45/+45;冬季运行工况为-45/+35。
经计算,理论上分析冬季工况和夏季工况不同中间温度对制冷系数的变化关系列表如下:-5;-14-6-15由上表可知该套双级压缩制冷机的夏季运行工况最佳中间温度约为0℃,而冬季运行工况最佳中间温度约为-10℃。
3、两级压缩制冷循环中间压力的选择在选择中间压力之前,先确定循环的型式和采用的制冷剂。
通常在两级压缩中采用的制冷剂为R717,R22,R12,R502等。
当确定了循环型式、制冷剂种类、蒸发温度、冷凝温度以及制冷量之后,再确定循环的中间压力并计算循环的各项性能指标。
中间压力的选择有以下三种情况~3.1 在设计任务中已经规定了中间温度这种情况下中间压力已经确定,无其它选择余地。
如在有中间压力蒸发器的两级压缩制冷系统中,如下图制冷循环装置:A-低压级蒸发器 B-低压压缩机 C-中间冷却器 D-高压压缩机 E-冷凝器 F-中间压力蒸发器 G-节流阀具有中间压力蒸发器的两级压缩制冷机已知一个蒸发温度和一个冷凝温度,要求出最佳中间压力,并根据这一中间压力确定高压级和低压级压缩机的理论输气量。
这种情况对于生产厂家在设计制造单机配打两级压缩制冷机中具有现实的意义。
此时循环的中间压力按制冷系数最大这一原则确定。
由于循环的型式不同,制冷系数的表达式也不同,同时制冷系数都是以焓值表示的,而制冷剂的焓值与压力、温度之间又有相当复杂的关系,因此用试凑法或图解法求中间温度较为方便。
具体步骤是先选取几个不同的中间温度tm1,tm2,tm3,…,算出相应的制冷系数ε1,ε2,ε2,…,(采用E xcel电子表格可以方便计算)然后画在以ε和tm为坐标的图上。
连接这些点,形成一条光滑曲线,找出对应于εmax的最佳中间温度tm,查制冷剂的热力性质表即可得最佳中间压力。
此方法也可先选取几个不同的中间压力P m ,画出P m 与ε的曲线。
对应于εmax的即为最佳中间压力P m,查制冷剂的热力性质表即可得最佳中间温度。
在文献资料中,许多作者提出了确定最佳中间压力的经验公式和图线。
按照这些经验公式和图线求得的中间压力与最佳中间压力很接近,在实用上是颇有价值的。
在设计单机配打两级压缩制冷机时,可以作为选取中间温度(中间压力)的参考值,从而避免设计计算过程中的盲目性。
下面列举几个经验公式和图线: (1)按修正比例中项确定中间压力(bar)P m-中间压力; P e -蒸发压力; P c -冷凝压力;Ψ-修正系数,与制冷剂的种类有关,R22,Ψ=~;R717,Ψ=~1。
-(2)按温度的比例中项确定中间温度,然后根据制冷剂的热力学性质图、表确定最佳中间压力(K )T m-中间温度; T e -蒸发温度; T c -冷凝温度;(3)贝林格对氨制冷机在蒸发温度t e =-35~-10℃,t c =20~35℃的范围内,过冷5℃时的中间温度提出下列经验公式T m =T p +5 (K )T m-中间温度;T p -按压力比例中项k p T T T 0 相对应的中间温度;(4)拉赛提出了蒸发温度t e=-40~+40℃范围内对R717和R12都适用的经验公式t m=++3 (℃)t m-中间温度;t c-冷凝温度;t e-蒸发温度。
根据(4)公式分别取一系列的tc和te值作出诺模图,再根据的关系曲线。
可直接在诺模图上查得中间温度t m和中间压力P m。
已知循环中使用的高压级和低压级压缩机的理论输气量以及蒸发温度t e和冷凝温度t c,要求条符合这些输气量的中间压力。
`这一情况对制造厂是有现实意义的,目前我国制冷压缩机大都已按系列化标准生产,压缩机的缸径、行程、转速以及适用的制冷剂分成几档。
因此一般在设计两级压缩制冷系统时,均选用已生产的压缩机产品,而不是重新设计和制造压缩机。
当选用两台现有制冷压缩机时,其理论体积输气量V H和V L均已确定,因而此时的约束条件应是:(定值)。
ξ-理论体积输气量之比;V H-高压级体积输气量;V L-低压级体积输气量;mH-高压级质量流量;mL-低压级质量流量;νH-高压级吸气比容;νL-低压级吸气比容;λH-高压级输气系数;λL-低压级输气系数。
这一方法也可用试算法求解,即先预取一系列的中间压力值 (可参见中经验公式计算值作为预取值参考) ,即P m1,P m2,P m3,…,并计算出相应的高压级和低压级的理论输气量之比,ξ1,ξ2,ξ3,…,绘制ξ和P m的变化曲线,曲线同ξ=C定值的交点即给出所求的中间压力P m。
此方法也可先预取一系列的中间温度值绘出ξ和T m的变化曲线,曲线同ξ=C定值的交点即给出所求的中间温度T m。
由T m可求出中间压力P m。
对于一个实际的设计任务,当用此法确定中间压力时,如果高压级和低压级的压缩机选配不当,会使制冷循环的经济性有所降低,此时就需要重新选择,重新进行计算。
因此最好的办法是先按的步骤确定出最佳中间压力及最佳中间压力时的理论输气量比,再选配适宜的高、低压级制冷压缩机,使其理论输气量比尽可能接近最佳中间压力时的理论输气量,然后再按步骤根据已选择的高、低压级制冷压缩机确定实际运行的中间压力及其它各项技术经济指标。
4、压缩机的理论输气量与制冷量关系计算不同类型的压缩机理论输气量公式各异,下面各分别介绍常用的制冷压缩机的理论输气量的计算公式。
实际输气量=理论输气量*输气系数压缩机制冷量=实际输气量*单位容积制冷量活塞式制冷压缩机·理论输气量Vh=式中D-气缸直径,m;s-活塞行程,m;z-压缩机气缸数,个;n-压缩机转速,r/min。
压缩机的制冷量:Q0=λ=输气系数,一般为~;υ1-吸气比容,m3/kg;q0-单位质量制冷量,kJ/kg。
压缩机的轴功率:Ne=ω0-理论比功,kJ/kg;ηS-绝热效率,一般为~。
螺杆式制冷压缩机理论输气量V h=,m3/h式中nz为任一黑心子齿数与转速的乘积;)阳转子端面型线图上的齿间面积;阴转子端面型线图上的齿间面积;-为转子长度。
上式还可以改写成Vh=60Cnn1lD02,m3/h式中n1为阳转子的转速(r/min),Cn称为面积利用系数。
当采用单边非对称型线时Cn=。
在计算得Vh之后,可按与活塞式压缩机相同的公式计算Q0及Ne。
对于采用单边不对称型线的喷油螺杆制冷压缩机,λ=~;ηs=~。