制冷循环液体过冷对制冷性能的影响

制冷循环液体过冷对制冷性能的影响
【摘要】文章分析了制冷剂经冷凝器散热液化后、进入节流机构前，将液态制冷剂再降温成过冷液体制冷剂循环对制冷性能的影响。

【关键词】制冷循环；过冷液体；制冷性能
Refrigeration Ｃycle Ｌiquid Ｓubcooling on Ｒefrigeration Ｐerformance
JＩＡＮＦXing-gang ZＨＯＵYan-qing YＵKun-an
(Huaihua V ocational and Technical College,Huaihua Hunan，418000)
【Abstract】The article analyzed the refrigerant through the condenser heat after liquefaction, into the throttle body, the liquid refrigerant to cool a supercooled liquid refrigerant cycle on refrigeration performance.
【Key words】Ｒefrigeration cycle；Ｓupercooled liquid；Ｒefrigeration performance
制冷剂液体的温度低于同一压力下饱和液体的温度称为过冷。

本文就制冷剂到节流阀前液体过冷的原因以及过冷液体制冷剂对制冷性能的影响进行探讨。

１制冷循环的过冷
制冷循环在无过冷（理论循环）情况下与有过冷情况下的循环见压焓图1。

无过冷时制冷循环为1-2-3-4-1；有过冷时制冷循环为1-2-3′-4′-1, 有效制冷量由q=h■-h■变为q′=h■-h■■显然制冷量增加，其增加量Δq=h■-h■■，过冷后耗功不变w′=w=h■-h■；制冷系数ε′=■ 显然提高了。

这就是制冷循环过冷。

压焓图1
2制冷剂液体过冷的原因
理论循环中，冷凝完毕的制冷剂液体正好是饱和液体，忽略了制冷剂流动时的热交换，制冷剂到达节流阀前仍为饱和液体状态，实际循环中，由于以下原因使节流阀前液体过冷。

1）冷凝器中冷凝面积的选择大于设计所需的冷凝面积。

2）冷凝器选择时还要保证在最热天气（环境介质温度最高）条件下制冷剂的冷凝效果。

实际使用中，绝大多数时间内冷凝器是在低于上述温度条件工作，从而使冷凝面积过剩，为制冷剂过冷创造了条件。

3）在设计过程中，人为设计一些过冷度，如通常单级蒸气压缩式制冷循环中设3～5℃的过冷度。

4）在制冷系统中设置了过冷器。

5）在制冷系统中设置了回热器。

３过冷对制冷性能的影响
1）无过冷时制冷循环对制冷性能的影响
无过冷时制冷循环，见压焓图1，制冷循环为1-2-3-4- 1，现以R134和R22为例进行讨论。

当冷凝温度t■=35℃时、蒸发温度t■=-10℃时，查压焓图及热力表确定各状态点的焓值, 见表1:
表1R134a、R22各点焓值
根据表1各参数分别对制冷剂R134a、R22进行热力计算:
制冷量：q■=h■-h■=392.66-249.1=143.56kJ/kg
单位功：W■=h■-h■=426-392.66=33.34kJ/kg
制冷系数：ε■=■=■=4.305
制冷量：q■=h■-h■=401.6-243.1=158.5ｋJ/ｋg
单位功：W■=h■-h■=435.2-401.6=33.6ｋJ/ｋg
制冷系数：ε■=■=■=4.71
2）有过冷时制冷循环对制冷性能的影响
当制冷循环有过冷时, 制冷循环见图1 中的1-2-3′-4′-1,当制冷剂R12、R22在冷凝温度t■=35℃,蒸发温度t■=-10℃时,过冷度为3～5℃不同过冷度状态下R134、R22在制冷循环中各状态点焓值, 查压焓图及热力表得到各值,见表2、表3。

表2R134a在不同过冷度时各状态焓值
根据表2各点焓值对制冷剂R134a进行热力计算：
制冷量：q■=h■-h■=392.66-244.64=148.02ｋJ/ｋg
单位功：W■=h■-h■=426-392.66=33.34ｋJ/ｋg
制冷系数：ε■=■=■=4.43
制冷量：q■=h■-h■=392.66-243.5=149.16ｋJ/ｋg
单位功：W■=h■-h■=426-392.66=33.34ｋJ/ｋg
制冷系数：ε■=■=■=4.47
制冷量:q■=h■-h■=392.66-241.72=150.94ｋJ/ｋg
单位功：W■=h■-h■=426-392.66=33.34ｋJ/ｋg
制冷系数：ε■=■=■=4.527
表3R22在不同过冷度时各状态焓值
根据表3各点焓值对制冷剂R22进行热力计算：
制冷量：q■=h■-h■=401.6-239.2=162.4ｋJ/ｋg
单位功：W■=h■-h■=435.2-401.6=33.6ｋJ/ｋg
制冷系数：ε■=■=■=4.83
制冷量：q■=h■-h■=401.6-237.9=163.7ｋJ/ｋg
单位功：W■=h■-h■=435.2-401.6=33.6ｋJ/ｋg
制冷系数：ε■=■=■=4.901
制冷量：q■=h■-h■=401.6-236.7=164.9ｋJ/ｋg
单位功：W■=h■-h■=435.2-401.6=33.6ｋJ/ｋg
制冷系数：ε■=■=■=4.908
从上述分析及计算得出以下几点结论:
1）有过冷的制冷循环使单位质量制冷量增加；
2）有过冷的制冷循使单位容积制冷量增大；
3）有过冷的制冷循使制冷系数增大；
4）在两个制冷循环中，由于压缩机的吸气口和排气口处制冷剂的状态相同，因而有过冷与无过冷时制冷循环所消耗功相同。

４结束语
制冷剂液体的过冷有利于制冷循环, 可提高制冷循环经济性。

所以采取过冷循环即提高了制冷量又提高了制冷系数,而且过冷度越大，制冷量提高得越多，越有利。

【参考文献】
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