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制冷系統為什么要二次過(guò)冷?

  我們的熱泵噴氣增焓解決了空調低溫制熱的問(wèn)題,二級過(guò)冷則是要提高制冷效率,增加制冷能力。

  一、冷媒在制冷循環(huán)中的變化:

  制冷壓縮機將氣態(tài)的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,送到冷凝器冷凝為中溫高壓的制冷劑液態(tài),液態(tài)的制冷劑經(jīng)節流機構變成低溫低壓的制冷劑液體,低溫低壓的制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱,變成低溫低壓的制冷劑氣體進(jìn)入制冷壓縮機,如此往復循環(huán)。

制冷系統為什么要二次過(guò)冷?

  二、過(guò)冷示意圖:

  液體溫度比飽和溫度低稱(chēng)為過(guò)冷。如下圖所示:

  以R22冷媒為例,假設冷凝器內的壓力為1.64MPa,則飽和溫度為45℃。飽和狀態(tài)的A-B間為45℃,A-B間冷媒為氣液混合狀態(tài)(潛熱)。B-C間所有的氣體已經(jīng)變?yōu)橐后w,狀態(tài)為全液體狀態(tài),并且不斷向周?chē)?,使溫度繼續下降[本文來(lái)源:制冷百科公眾號],譬如降至40℃ 。這時(shí)冷凝器出口溫度比冷凝器內的溫度低5℃,這種狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)冷,我們稱(chēng)這時(shí)流出的冷媒有5℃的過(guò)冷度(過(guò)冷度=45-40=5℃)。

制冷系統為什么要二次過(guò)冷?

  三、制冷過(guò)程與二次過(guò)冷

制冷系統為什么要二次過(guò)冷?

(圖1:理想狀態(tài)的制冷過(guò)程)

制冷系統為什么要二次過(guò)冷?

(圖2:實(shí)際制冷過(guò)程)

  如上圖1所示,2-3的過(guò)程為冷凝器的冷卻過(guò)程,如上圖2所示當超出3的一段稱(chēng)為過(guò)冷過(guò)程。為了方便理解,通常廠(chǎng)家把2-3的過(guò)程稱(chēng)之為一次過(guò)冷(在冷凝器中被冷卻的過(guò)程)。在制冷過(guò)程中,冷凝器冷卻效果越好,制冷效果就越好,經(jīng)過(guò)冷凝器的冷媒被冷卻得溫度越低,制冷效果就越好。

  假設,正常的從壓縮機排出高溫高壓的冷媒氣體是85℃,這些高溫高壓的蒸汽一般經(jīng)過(guò)冷凝器后被冷卻成了40℃液態(tài)冷媒(設室外環(huán)境溫度35℃),多聯(lián)機都是依靠風(fēng)冷冷卻,[本文來(lái)源:制冷百科公眾號],如果想要繼續冷卻到37℃,可以通過(guò)增加換熱器的面積來(lái)實(shí)現,但是由于環(huán)境溫度是一定的,根據卡諾公式知道即便是無(wú)限增大換熱面積冷卻溫度也不可能降低至環(huán)境溫度以下,兩個(gè)溫度相同的物質(zhì)之間不會(huì )相互進(jìn)行熱量傳遞。

  但是有人發(fā)現,在整個(gè)制冷循環(huán)中,從蒸發(fā)器出來(lái)的冷媒氣體溫度很低,只有15℃左右,于是想到用這個(gè)氣體去冷卻從冷凝器出來(lái)的冷媒液體,兩者之間溫差較大,讓他們接觸,完全有可能把40℃的液態(tài)冷媒降低到35℃以下,這便是所謂的“二次過(guò)冷”技術(shù)。

  “二次過(guò)冷”的原理是非常容易實(shí)現,但是在實(shí)際過(guò)程中,如果將液態(tài)冷媒溫度冷卻的越低,會(huì )導致與之換熱的氣態(tài)冷媒被加熱的溫度越高,相當于從蒸發(fā)器出來(lái)的氣態(tài)冷媒溫度會(huì )升高,會(huì )導致壓縮機的回氣溫度提高,壓縮機會(huì )有過(guò)熱保護,過(guò)高的制冷劑蒸汽溫度將破壞潤滑油的潤滑性能,并使氣閥通道及閥片上結炭,使壓縮機無(wú)法運轉。

  多聯(lián)機在運行的過(guò)程中,若過(guò)冷度過(guò)高,會(huì )減少主循環(huán)路冷媒的流量,影響系統回油及電子膨脹閥的穩定性;若過(guò)冷度過(guò)低,則會(huì )導致制冷效果下降。所以一般都會(huì )控制在適宜的范圍(5-8℃)之內來(lái)匹配系統的性能,保證系統穩定運行。

  以某品牌空調的的宣傳樣冊舉例:

制冷系統為什么要二次過(guò)冷?

  ● 兩級過(guò)冷循環(huán),增大了制冷能力。

  ● 減少了制冷劑在管道中流動(dòng)時(shí)的壓力損失。

  ● 增大了過(guò)冷度,有利于電子膨脹閥的穩定工作。

  ● 增大了過(guò)冷度,確保配管總長(cháng)度增加。

制冷系統為什么要二次過(guò)冷?

  二次過(guò)冷技術(shù)不僅起到一定的節能效果,而且液態(tài)冷媒被二次過(guò)冷后冷媒輸送距離得到了大幅提升(未被二次過(guò)冷的液態(tài)冷媒也許走個(gè)30米的銅管就會(huì )變成氣液混合的狀態(tài),這樣容易阻礙冷媒的輸送,但是被“二次過(guò)冷”后走個(gè)40米可能還是液態(tài))。

標簽: 制冷  

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