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第9卷 第4期制冷与空调2009年8月REFRIGERATION AND AIR -CONDIT IONING87-90收稿日期:2008-12-18通信作者:秦海杰,Em ail:qinh aijie @制冷系统中过冷技术的应用与分析孟庆海 秦海杰 单永明 徐静(大连三洋压缩机有限公司)摘 要 针对不同过冷形式的应用领域和节能效果进行分析,并以新型过冷一体机组为例进行节能评价,为实际制冷工程中过冷技术的应用提供依据。
关键词 制冷;过冷;节能分析;冷冻冷藏Application and analysis of subcooling technology in refrigeration systemM eng Qinghai Qin H aijie Shan Yongming Xu Jing(Dalian Sanyo Compressor Co.,Ltd.)ABSTRACT Analy zes the different subcooling metho ds and energy -sav ing effect.Evalu -ates a new subcoo ling unit w hich is a basis for application of ener gy -saving in refrig er ation project.KEY WORDS refrigeration;subcooling;analysis of energy -saving;freeze and cold storage 制冷循环中提高热力完善度的方式主要有液体过冷和气体过热以及由此产生的回热循环,根据3种循环的节能效果和目前市场主流制冷剂R 22的性质,过冷循环是目前在冷冻行业广泛应用的节能方式。
1 液体过冷循环将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温度的状态,称为液体过冷。
由制冷剂的热力状态可知,节流前液体的过冷度愈大,节流后的干度x 就愈小,循环的单位制冷量就愈大。
浅谈利用过冷却技术提升制冷效率的节能效果摘要：随着经济社会的不断发展，资源节约与环境保护逐渐受到人们的普遍关注，制冷剂过冷技术在普通空气调节系统中的运用能够从根本上提升制冷效率，并对节能潜力进行深度挖掘。
通过对过冷却技术的运用，不仅能够提升制冷效率，还能够在外部过冷却装置增加的作用下，在直接进行膨胀式蒸气压缩空气调节系统中产生较为明显的节能效果。
本文主要对过冷却技术的应用现状作出分析，为相同类型的中央空调系统实现节能运行提供全新的发展方案和思路，促进建筑节能改造工作更加顺利地进行。
关键词：过冷却技术；制冷效率；节能效果建筑节能作为我国现阶段经济社会发展重点扶持的一个工程，在实际发展和运行过程中受到社会各个阶层的铺管关注，我国现阶段建筑能耗在社会终端能耗中占据28%的比例，建筑施工单位选择的采暖能耗等同于发达国家相同区域的3倍左右。
[1]在目前能耗构成中，通风、采暖以及空调能耗量在整个建筑总能耗中占据70%，而中央空调系统作为公共建筑、政府机构以及住宅较为重要的一种能耗设施，因此，提升空调系统运行效率逐渐成为现阶段建筑能耗的主要措施之一。
一、过冷却技术概括制冷循环是通过制冷剂吸收一些潜热达到蒸发特性的系统之一，制冷剂所具有的特性能够让浓缩过程中不实现潜热的完全放出。
在相对标准的蒸气压缩中，制冷剂能够在冷凝剂中通过周边环境实现冷却，或者在冷凝器下游对线性热交换器进行安装（具体如图一所示），对直接膨胀式蒸气制冷系统进行安装，实现过冷数值的不断增加，提升冷却能力，降低压缩机动力，保证系统的运行效率也能够得到提升，一般来分析，在持续长时间运转温度较高的区域，过冷收益相对较高。
图一制冷剂过冷却系统分析图当前有三种不同类型的过冷却器，分别为蒸气压缩系统对热量进行线性吸收；加装较小的一个二级蒸汽压缩系统，从而获得相对脚冷的温度；最后是外部过冷却装置，这一装置也称之地源水和小型冷却塔。
[2]通过实践证明发现，在对外部过冷却装置对制冷剂热量进行吸收的过冷却技术能够从根本上增加实际的冷却能力，缩小冷凝器和压缩机的尺寸，降低压缩机的实际能量消耗，从而保证系统效率能够得到提升，达到能量降低的标准要求。
制冷技术的研究与应用制冷技术是一项很重要的技术，它应用广泛，包括家用电器、航空航天、工业生产等很多方面。
随着科技的不断发展，制冷技术也得到了很大的发展和改进。
本文将从制冷技术的研究和应用两个方面进行阐述。
一、制冷技术的研究1. 制冷技术的发展历程制冷技术的发展可以追溯到很早以前，早期的制冷技术主要是简单的冰窖制冷和利用冰块制冷。
后来，各种制冷装置陆续出现，例如，雪橇、风扇、水泵、压缩机。
20世纪初，欧洲出现了制冷器具，并逐渐发展出了家用电冰箱，这是国际制冷工业的开始。
随着科技的不断发展，制冷技术也得到了很大的改进，在新材料、新工艺、新型制冷剂等方面取得了很大的成就，它在保证人们生活和生产需要的同时，也大大地改善了环境质量。
2. 制冷技术的原理制冷技术基本原理是通过物体内部的分子运动变化来实现的。
物体内部的分子运动和分布状态随着温度的变化而发生改变。
制冷装置利用这种原理，通过一系列相互作用的机械和物理过程，使物体温度降低下来。
例如，电冰箱的制冷原理是达到温度差，将冰箱内的热量排出去，将制冷剂送至冷凝器，通过压缩机压缩制冷剂，从而使制冷剂温度升高，然后通过冷凝器将制冷剂散发热量降下温度，进一步冷却制冷剂，释放出的热量通过蒸发器将制冷剂蒸发降低温度。
这样，循环往复实现了不断制冷的效果。
3. 制冷技术的应用领域制冷技术的应用领域非常广泛。
主要包括家用、工业制冷、航空航天、医药、科学实验等领域。
其中，家用电器是制冷技术最主要的应用领域之一，如冰箱、空调、风扇等。
工业制冷应用也非常广泛，包括制冷空调、制冷冷柜、制冷机组、化工制冷等。
另外，在航空航天、医药等领域，制冷技术也得到了很好的应用。
例如，航空航天领域需要制冷技术降低机器的温度，避免损坏；医药领域中的某些药品需要低温存储，才能保证其有效性。
二、制冷技术的应用1. 家用电器中的制冷技术在家用电器领域，制冷技术的应用非常广泛。
例如，冰箱使用制冷器件，可以将室内的温度降低从而达到制冷的效果。
一、研究背景二、基于热电制冷技术的密闭空间热管理三、基于热电制冷技术的微型低温冷却技术4l 一个P型半导体臂和一个N型半导体臂通过铜片连接而成一个热电单元。
l 多个热电单元在吸放热上并联，在电路上串联组成实际应用中的热电模块。
基本结构A.B.C.D.可将电能直接转换为温差。
无制冷剂、无往复运动件，振动小、噪音低、可靠性高。
通过改变电流，实现高精度的温度控制。
通过模块化配置满足不同的制冷需求。
热电制冷研究热电材料热力学理论单元配置散热方式非平衡热力学有限时间热力学单级两级及多级空冷水冷热管…数值计算建模仿真实验研究串联式并联式分离式添加掺杂物改用纳米复合材料寻找新晶体结构•Hong 等基于热电制冷和加热技术，设计了一种可根据背景温度变化的可穿戴、自适应红外伪装装置。
在低于环境温度7 ℃和高于环境温度15 ℃的背景温度范围内有效屏蔽皮肤的代谢热。
军事领域•Rincón-Casado 等研究了一种符合理想睡眠条件的基于热电制冷系统的床垫，旨在控制人与床垫的界面温度提高睡眠舒适度，床垫温度比室温低3.4 ℃。
家用领域•Saleh 等用热电制冷器冷却CPU ，以研究其在不同热流量下冷却芯片热点的能力。
测试结果表明，在10.8 W的热流率、5.5 A 电流时温度降低了54.0 ℃。
电子设备含功率器件制冷空间示意图模块结构单级两级热端冷却方式空冷水冷分析目标制冷空间温度制冷量制冷系数影响因素电流模块数量模块填充系数冷却水流速热电单元分配比热电单元面积比热电臂长度比非绝热模型制冷空间温度与时间关系绝热模型制冷空间温度与时间关系含功率器件模型制冷空间温度与时间关系非绝热模型制冷量与时间关系绝热模型制冷量与时间关系含功率器件模型制冷量与时间关系绝热模型和非绝热模型制冷系数与时间关系含功率器件模型制冷系数与时间关系最低制冷温度与工作电流关系不同模块数最低制冷温度与时间关系水冷和空冷两级制冷器端面温差与时间关系水冷和空冷两级制冷器空间温度与时间关系水冷和空冷两级制冷器制冷系数与时间关系最低制冷温度与热电偶数量关系最低制冷温度与热电偶分配比关系非绝热模型制冷系数与热电偶分配比关系串联式两级制冷器结构示意图分离式两级制冷器结构示意图分离式和串联式两级制冷器空间温度与时间关系分离式和串联式两级制冷器制冷系数与时间关系分离式和串联式两级制冷器制冷量与时间关系绝热空间温度与电流关系绝热空间制冷量与电流关系非绝热空间温度与电流关系非绝热空间温度与热电臂长度关系非绝热空间制冷量与热电臂长度关系实验装置主要组成制冷空间制冷空间箱体可调功率功率器件热电装置单级热电制冷模块水冷板潜水泵、循环水箱数据采集测温热电偶无纸记录仪直流电源I =0.375AI =1.5A I =0.75A I =1.125A I =1.875A I =2.25A红外传感器可划分为非制冷型、制冷型两种。
制冷技术及其应用研究一、制冷技术概述制冷技术是指通过降低物质温度来实现制冷目的的技术。
制冷技术的发展史可以追溯到古代，但真正意义上的制冷技术始于19世纪。
从那时起，人们不断探索制冷技术的发展，创造了一系列新的制冷方法和制冷机器。
今天，制冷技术已经应用在多个领域，例如空调、制冷设备等。
二、制冷技术的分类制冷技术根据不同的标准可以分为多种类型。
以下是几种常见的制冷技术分类方式：1、压缩机制冷技术：该技术是利用机械压缩剂的工作原理来实现制冷。
压缩机是这种制冷技术的核心。
2、吸收式制冷技术：该技术是利用吸收剂和溶剂之间的化学反应来降低温度。
在吸附剂和溶液之间经过一系列循环操作之后，从吸收剂中剥离出的挥发性物质可形成冷却效果。
3、膨胀阀制冷技术：该技术是利用压缩气体在通过膨胀阀时的自然膨胀现象来实现制冷的。
这种技术通常应用于小型制冷设备和汽车空调中。
三、制冷技术的应用制冷技术主要应用在以下领域：1、家用空调：在家庭生活中，空调是不可缺少的电器之一。
制冷技术的发展使得空调更加节能、安全以及高效。
2、商业与工业制冷：很多行业需要低温环境，例如食品加工业、医药产业等。
在这些领域，制冷技术的应用非常广泛。
3、石化技术：石化技术需要控制液体和气体的温度。
制冷技术的应用可以控制相应的液体和气体的温度，保证石化工业的正常运转。
四、制冷技术的未来随着技术的发展，制冷技术迎来了更多的机遇和挑战。
制冷技术领域主要面临以下方面的挑战：1、节能：制冷技术消耗大量能源。
为了保护环境和减少能源消耗，需要开发更为节能、环保的制冷技术。
2、可靠性：制冷技术需要在极端温度条件下可靠地运行。
未来的制冷技术需要更加可靠，以实现高温、低温等极端条件下的稳定运行。
3、智能化：随着智能化技术的不断发展，未来的制冷技术需要更加智能化。
例如，人工智能可以通过分析库存量、温度、湿度等多种因素来制定更加科学合理的制冷方案。
总之，制冷技术的应用广泛，未来也有着更多的机遇和挑战。
简述制冷技术的原理及应用1. 引言制冷技术是一种将热量从一个低温区域转移到高温区域的过程，在现代社会中有广泛的应用。
本文将简要介绍制冷技术的原理及其在不同领域的应用。
2. 制冷原理制冷技术的原理基于热力学第二定律和理想气体状态方程。
它主要依赖于对物质的压缩和膨胀过程，通过对物质的压缩来提高其温度，然后将热量从高温区域传递到低温区域，完成制冷过程。
3. 制冷技术的分类根据不同的工作原理和应用领域，制冷技术可以被分类为以下几种：3.1 压缩机制冷技术压缩机制冷技术是最常见的制冷技术之一。
它通过压缩制冷剂，使其在高温高压条件下工作，然后通过膨胀阀使其急剧降温，完成制冷过程。
这种技术常用于家用冰箱、空调等家用电器。
3.2 吸收式制冷技术吸收式制冷技术是一种利用溶液的蒸发和再凝结来实现制冷的技术。
它包括一个吸收器、一个发生器、一个冷凝器和一个蒸发器。
通过在发生器中加热并加入热源，使溶液中的制冷剂蒸发，然后将蒸汽传送到冷凝器中，使其冷凝成液体，最后通过蒸发器将热量吸收。
吸收式制冷技术常用于大型制冷设备，如工业冷库和发电站。
3.3 热泵技术热泵技术是一种通过外部能源输入将低温区域的热量转移到高温区域的技术。
它常用于供暖和空调系统中，可以高效地提供热能或冷能。
热泵技术的原理类似于制冷技术，但其应用更加广泛。
3.4 磁制冷技术磁制冷技术是一种利用磁性材料的相变来实现制冷的技术。
通过对磁性材料的磁场和温度施加控制，可以使材料在磁相变时吸收或释放热量，实现制冷效果。
磁制冷技术目前仍处于实验室研究阶段，但其在未来可能具有广阔的应用前景。
4. 制冷技术的应用制冷技术在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。
以下是一些常见的领域和应用：•家用电器：制冷技术被广泛用于家用电器，如冰箱、空调和冷柜。
它们可以保持食物和药物的新鲜度以及提供舒适的室内温度。
•食品加工和冷链物流：制冷技术在食品加工和冷链物流领域起着重要作用。
它可以延长食物的保鲜期，保持食品质量和安全。
浅谈制冷技术的应用与发展【摘要】制冷技术是一种在现代社会中广泛应用的技术，它通过控制物体的温度来实现制冷的效果。
本文从制冷技术的基本原理、常见的制冷设备、制冷技术在各行业的应用、制冷技术的发展趋势以及制冷技术对环境的影响等方面进行探讨。
制冷技术的应用已经渗透到生活的方方面面，从家用冰箱到工业制冷设备，都离不开制冷技术的支持。
随着科技的不断进步，制冷技术也在不断发展，越来越节能环保，效果也越来越好。
制冷技术对环境的影响也是不容忽视的，因此在使用过程中需要注意环保问题。
制冷技术在现代社会的应用与发展具有重要意义，我们需要更加重视其在各个方面的作用和影响。
【关键词】制冷技术、应用、发展、基本原理、制冷设备、行业、趋势、环境影响、结论1. 引言1.1 浅谈制冷技术的应用与发展制冷技术是现代社会中不可或缺的重要技术之一，它在各个领域广泛应用，并且不断发展和完善。
浅谈制冷技术的应用与发展，旨在探讨制冷技术在不同行业中的具体应用，以及对未来的发展趋势进行展望。
随着科技的不断进步，制冷技术的基本原理也在不断完善和改进。
通过利用压缩膨胀循环、吸收循环等原理，制冷设备可以实现快速降温的效果。
常见的制冷设备包括制冷剂、冷却剂、压缩机等，它们在制冷系统中发挥着各自重要的作用。
制冷技术在各行业中都有着广泛的应用。
在食品行业中，制冷技术可以延长食品的保质期，确保食品的安全和品质；在医疗行业中，制冷技术可以用于保存医疗用品和药品；在冶金、化工、电子等行业中，制冷技术也扮演着重要的角色。
随着社会的发展和需求的不断增加，制冷技术将会朝着更节能、更环保的方向发展。
未来，人们将更加注重能源的利用效率和环境的保护，制冷技术也将随之不断创新和完善。
浅谈制冷技术的应用与发展是一个涉及多个方面的课题，只有不断创新和完善，才能更好地满足不同行业的需求，并为社会健康可持续发展做出贡献。
2. 正文2.1 制冷技术的基本原理制冷技术是利用物质的吸热或释热特性，将热量从低温区域传递到高温区域，从而达到降低温度的目的。
《机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环的热力性能分析》篇一摘要：本文对机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环进行了热力性能分析。
通过建立数学模型，分析了循环过程中的关键参数和性能指标，探讨了过冷技术对制冷循环的影响。
研究结果表明，机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环在热力性能方面具有显著优势，为制冷技术的发展提供了新的方向。
一、引言随着人们对节能减排和环境保护的日益关注，制冷技术的研究与发展愈发受到重视。
CO2作为一种环保型制冷工质，其跨临界制冷循环技术因其高效、环保的特点而备受关注。
本文重点研究机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环的热力性能，以期为制冷技术的进步提供理论支持。
二、机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环原理机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环是指通过机械装置辅助CO2工质在跨临界状态下进行制冷的过程。
该过程中，CO2工质在高压下完成压缩、冷凝、膨胀和蒸发等过程，实现制冷效果。
机械辅助过冷技术的应用，进一步提高了制冷循环的效率。
三、数学模型建立与分析为了深入分析机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环的热力性能，我们建立了数学模型。
该模型考虑了循环过程中的关键参数，如压力、温度、焓值等，以及机械辅助过冷技术对循环的影响。
通过模拟计算，我们得出以下结论：1. 机械辅助过冷技术能够显著提高CO2工质的冷却能力和热效率；2. 循环过程中的压力和温度变化对制冷效果具有重要影响；3. 适当调整循环参数，可以进一步提高制冷循环的效率。
四、过冷技术对制冷循环的影响过冷技术是指通过降低工质温度，使其在蒸发过程中吸收更多热量，从而提高制冷效果。
在机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环中，过冷技术的应用进一步提高了工质的冷却能力和热效率。
具体表现在以下几个方面：1. 提高蒸发过程中的吸热量：过冷技术使得CO2工质在蒸发过程中吸收更多热量，从而提高了制冷效果；2. 优化循环过程：过冷技术有助于平衡循环过程中的压力和温度变化，使循环更加稳定；3. 提高能效比：通过过冷技术的应用，机械辅助过冷CO2跨临界制冷循环的能效比得到了显著提高。
第9卷 第4期制冷与空调2009年8月REFRIGERATION AND AIR -CONDIT IONING87-90收稿日期:2008-12-18通信作者:秦海杰,Em ail:qinh aijie @制冷系统中过冷技术的应用与分析孟庆海 秦海杰 单永明 徐静(大连三洋压缩机有限公司)摘 要 针对不同过冷形式的应用领域和节能效果进行分析,并以新型过冷一体机组为例进行节能评价,为实际制冷工程中过冷技术的应用提供依据。
关键词 制冷;过冷;节能分析;冷冻冷藏Application and analysis of subcooling technology in refrigeration systemM eng Qinghai Qin H aijie Shan Yongming Xu Jing(Dalian Sanyo Compressor Co.,Ltd.)ABSTRACT Analy zes the different subcooling metho ds and energy -sav ing effect.Evalu -ates a new subcoo ling unit w hich is a basis for application of ener gy -saving in refrig er ation project.KEY WORDS refrigeration;subcooling;analysis of energy -saving;freeze and cold storage 制冷循环中提高热力完善度的方式主要有液体过冷和气体过热以及由此产生的回热循环,根据3种循环的节能效果和目前市场主流制冷剂R 22的性质,过冷循环是目前在冷冻行业广泛应用的节能方式。
1 液体过冷循环将节流前的制冷剂液体冷却到低于冷凝温度的状态,称为液体过冷。
由制冷剂的热力状态可知,节流前液体的过冷度愈大,节流后的干度x 就愈小,循环的单位制冷量就愈大。
因此采用液体过冷对提高制冷量和制冷系数都是有利的。
如图1所示,与无过冷的循环a 1)b 1)g )i )a 1相比,过冷循环a 1)b 1)c )d )a 1单位制冷量增加量为(h i -h d )。
根据提供液体过冷的制冷剂来源,将过冷形式主要划分为2种:机组依靠自身冷量进行过冷;中温机组为低温机组过冷。
2 节能分析2.1 机组利用自身冷量过冷机组依靠自身冷量进行过冷,是指在供液管路上分出2路制冷剂,一路制冷剂在过冷器中蒸#88 #制 冷 与 空 调第9卷发,使另一路制冷剂液体过冷(见图2)。
由图1可见,g )h )e )a 2)b 2)g 循环(定义为循环1)及图2中省去EPR 和止逆阀的循环(在图1中表示为g )i )a 2)b 2)g,定义为循环2)。
在热力循环中,上述2个系统的制冷效果是一样的,因为这2个循环过程的初始状态点和结束状态点一致。
如果能在设计中合理控制被冷却液体的温度,考虑实际应用的节省成本,与循环1相比,循环2是比较值得推广使用的一种循环。
虽然增加了过热度的制冷循环单位制冷量增加,在气体过热后,气体的比容增大,但是由于压缩机的吸气容积不变,从而引起制冷剂质量流量减小。
所以总制冷量是否增加要依据吸气点的具体状态而定。
自身过冷循环中在蒸发器产生冷量的焓差(h a 1)h d ),a 点为a 1和a 2点混合点,所以a 1点和a 点的焓差(h a )h a 1)没有产生冷量,d 点与a 1点间焓差的一部分(h i )h d )为另一部分制冷剂的焓差(h e )h h ),是通过过冷器换热转移所得。
所以,机组利用自身冷量过冷的制冷循环c )d )a )b )c(焓差为h a 1-h d ),可以分解为g )i )a 1)b 1)g (焓差为h a 1)h i )和g )h )e )a 2)b 2)g (等同g )i )a 2)b 2)g ,焓差为h i )h d )2个过程。
前一个过程与无过冷循环相同,后一个过程相对无过冷循环增加了过热度制冷循环。
下面就关于系统增加过热度后冷量和能效比是否提高作如下分析。
G 2=V/v 2(1)Q 2=G 2(h a 2-h i )(2)W 2=G 2(h b 2-h a 2)(3)制冷量的变化率:E =Q 2/Q 1(4)制冷系数的变化率:L =(Q 2/W 2)/(Q 1/W 1)(5)式中:Q 为制冷量(kW);W 为压缩机耗功(kW);v 为吸气点气体比容(m 3/kg );G 为制冷剂质量流量(kg/s);h a 为吸气点焓值(kJ/kg );h b 为排气点焓值(kJ/kg );V 为压缩机输气量(m 3/s)。
下标1表示制冷循环g )i )a 1)b 1)g ;下标2表示制冷循环g )i )a 2)b 2)g 。
根据以上公式计算冷凝温度45e ,过冷度0e ,取不同过热度时的制冷量和制冷系数,得到制冷系数和制冷量随过热度的变化情况。
由图3可见,在实际工程中所涉及到的小于50e 过热时,自身过冷循环制冷量相比无过冷循环有所降低。
根据图4判定,自身过冷循环随着过热度的增加,能效比先降低后升高。
蒸发温度为-40e ,过热度大于25e 时,自身过冷循环的制冷系数高于无过冷循环;蒸发温度为-20e 时,在实际工程所能达到的50e 过热度内,制冷系数都不会高于无过冷循环。
陈光明等[1]指出,根据制冷剂热力循环性质,R 22有效过热度越大系统制冷系数越小,过冷度越大制冷系数越大。
需要注意的是,这个结论适用工况为冷凝温度40e ,蒸发温度0e ,所以要根据具体工况来确定过热后制冷系数和制冷量的变化情况。
2.2 用中温机组实现低温机组过冷下面提到的专用中温机组是指,中温机组产生的所有冷量全部用于实现低温机组液体过冷(中温相对于所选定低温而言,中温机组可代表实际的中温或高温机组)。
2.2.1 专用中温机组为低温机组过冷在制冷机型不变,相同冷凝温度下,随着蒸发温度的降低,循环的制冷量减小。
如果想提升机组在低蒸发温度下的制冷量,可以增加液体的过冷度,增加制冷剂在蒸发器中的焓差。
前提是要第4期孟庆海等:制冷系统中过冷技术的应用与分析#89 #选择合适冷源为液体过冷。
冷源所在制冷系统的制冷系数必须高于低温制冷系统的,这样整体系统效率才会提升。
一般选用中温机组作为过冷冷源,但系统的蒸发温度要依据机组的COP 以及低温机组需要提供的制冷量来确定。
由图5可以看出,部分制冷剂用于高蒸发温度制冷循环,使制冷量增大,能效比提高。
这种过冷形式比较理想,根据使用方式不同可构成以下2种过冷系统:¹中温机组独立系统。
这种专用中温机组的蒸发温度独立设定,根据中温机组和低温机组不同工况下的能效比确定综合能效比最佳值。
最佳值对应的蒸发温度即为过冷器内液体蒸发温度。
º过冷一体机组。
这种机组的主要特点是中温系统和低温系统的高压部分合并为一套装置(见图6)。
高压部件)))油分离器、冷凝器、储液器的共用可降低初投资和施工成本。
该机组热力循环和中温机组独立系统的区别在于,图5中所示的循环e )f )g )h )e 和循环e )f c )g c )h c )e,运行时中、低温系统的冷凝温度始终保持一致。
下面具体分析此机组的节能情况。
根据Q 1=G 1(h a -h g )(6)所以:G 1=Q 1/(h a -h g )(7)Q 2=G 1(h g -h c )(8)W 2=Q 2COP 2(9)COP =Q 1+Q 2W 1+W 2(10)式中:Q 为制冷量(kW);W 为压缩机耗功(kW );COP 为能效比;G 为蒸发器内制冷剂质量流量(kg /s);h a ,h c 和h g 分别为a,c,g 点对应焓值(kJ/kg)。
下标1代表制冷循环g c (g ))i )a )b )g c (g);下标2代表制冷循环e )f )g )h )e;无下标代表制冷循环c )d )a )b )c 。
以本公司100hp 低温机组和过冷用5hp 变频涡旋压缩机为例,进行节能和增加冷量的计算。
计算条件如下:制冷剂采用R 22;吸气温度18.3e ,过冷度0e ;低温蒸发温度-40e ,-35e ,-30e ,-25e ,-20e ;中温蒸发温度-15e ,-10e ,-5e ,-0e ,5e ,7.2e ;冷凝温度50e ,45e ,40.5e ,35e ,30e 。
由图7可见,不同低温侧蒸发温度,机组节能效果最优对应中温侧蒸发温度不同;图8显示,同一冷凝温度下随中温侧蒸发温度的提高,机组增加的制冷量减少。
由图9可见,在冷凝温度45e 时,随着低温侧蒸发温度的降低,机组性能提升增大;同一低温侧蒸发温度下,COP 性能提升量随中#90#制冷与空调第9卷温侧蒸发温度的提高而提高;由图10可见,同一冷凝温度下,低温侧蒸发温度的变化对冷量的提升影响非常小,这时冷量提升量随中温侧蒸发温度的升高而减小。
2.2.2中温机组部分冷量实现低温机组过冷一般超市中配置中温和低温各一套机组。
中温机组很多情况都不需要满负荷运转,这时可以从中温机组引出旁通管路为低温机组液体过冷以实现制冷系统的节能,节能原理等同于专用机组实现低温机组过冷。
不同的是,中温机组有可能连接不同蒸发温度的蒸发器,这就需要在高蒸发压力端安装蒸发压力调节阀,将制冷剂高蒸发压力调节至最低蒸发压力。
另外,在过冷器中实现液体过冷的蒸发压力始终被调节至蒸发器最低压力,含义等同2.1节介绍的循环1与循环2的关系,这种过冷形式与图6所示的过冷形式不同,就是不能通过选择最佳蒸发压力,以实现最大化的节能。
但是这种过冷方式目前在工程中应用的比较广泛,秦海杰等指出每增加1e的过冷度,其冷量增加1%左右[2]。
3结论1)自身过冷循环相比无过冷循环制冷量减小,在蒸发温度-40~-20e时只有过热度达到一定温度后制冷系数才会有所增加。
在实际工程中,管路过长或高差过大都会使液体压力下降到两相区内。
一旦出现这种情况,管路中就会出现闪发气体而影响制冷效果。
在无法利用中温系统制冷剂实现液体过冷时,为了避免管路损失过大,利用自身过冷提高液体过冷度是比较好的方式,会使液体远离饱和曲线,这样到达节流阀前液体不会由于压力降出现闪发气体。
2)采用液体过冷可节省施工成本。
由于对液体进行过冷,系统可以承受的压力降损失变大,这样可以适当缩小原有管径,节约施工成本,但必须采取管路保温措施,且要综合考虑成本问题。
值得一提的是,采用液体过冷后,系统由于单位体积制冷量增加,所以相同冷量需求的制冷剂减少,这也有利于缩小管径。
缩小管径不仅可以节省管材,而且可以有效减少制冷剂的充注量。
3)中温机组实现低温机组液体过冷可增加其制冷量、提高其能效比。
