如何改进蒸汽压缩式制冷循环?来看看这篇!

蒸汽压缩式制冷循环的改善

1、蒸发温度、冷凝温度不变时,改善制冷循环的性能参数  

  • 再冷

  • 回热(即内部过冷):不一定能改善COP

  • 回收膨胀功

  • 多级压缩(双级)

2、改善制冷循环的低温性能  

  • 复叠式(外复叠、内复叠)

3、改善制冷(热泵)循环的高温性能  

  • 跨临界(超临界)循环

4、制冷循环性能的改善措施  

 (1)冷凝器的过冷

 (2)过冷方法:

  • 增大冷凝器换热面积(程度有限)

  • 冷凝器后加再冷却器

  • 回收膨胀功

冷凝器的过冷

蒸汽回热循环

回收膨胀功

多级压缩

一级节流中间不完全冷却双级压缩制冷循环

双级压缩的热力计算

  • 冷库设计或其他机组设计时,需要计算中间温度tm或中间压力pm

  • 如果高、低压级的理论排气量之比已知,则需采用试算法确定中间温度tm

  • 高、低压级质量流量之比的计算

以中间冷却器为对象进行计算最简单

制取低温冷源的途径

1、复叠式制冷循环

  • 与多级压缩循环相比,可以获得更低的低温

  • 两套独立制冷循环

    高温级制冷循环

    低温级制冷循环

  • 冷凝蒸发器

  • 根据目标低温要求,合理选择工质对

跨临界蒸气压缩式制冷循环

  • 对于高温与中温制冷剂,在普通制冷范围内,由于制冷循环的冷凝压力远离(远低于)制冷剂的临界压力,故称之为亚临界循环;

  • 亚临界循环是目前制冷、空调领域广泛应用的循环形式;

  • 一些低温制冷剂在普通制冷范围内,利用冷却水或室外空气作为冷却介质时,压缩机的排气压力位于制冷剂临界压力之上,而蒸发压力位于临界压力之下,故将此类循环称为跨临界循环(Transcritical Cycle)或超临界循环(SupercriticalCycle),CO2(R744)就是这种制冷剂之一。

1、CO2跨临界制冷循环  

2、跨临界制冷循环的热力计算  

(1)方法:

与亚临界循环完全相同

(2)特点:

  • 在常规亚临界制冷循环中,冷凝器出口的制冷剂焓值只是温度的函数

  • 在跨临界循环中,温度和压力共同影响着气体冷却器出口制冷剂的焓值

  • 当其它条件不变时,制冷系数εth先逐渐升高再逐渐下降,在某一p2时出现最大值εthm,对应于εthm的压力称之为最优高压侧压力p2opt

  • 当其它条件不变时,循环的理论性能系数εth随T3的增加而迅速下降

3、CO2跨临界制冷循环的改善

(1)蒸气回热循环

(2)对CO2的冷却温度和冷却压力的确定

对CO2,冷却的终态由温度和压力两个参数共同决定,在过热蒸汽区内,等温线是一条近似的三折线,在两端近似于垂直线段,中间段近似于水平线段,所以对应与外界的冷却介质的温度,在冷却器内有一个相应的温度值,在理论计算时对应的冷却压力应选择线段的转折点。在参数确定中,压力过高和过低都是不合适的。也就是说,在冷却压力确定中,有一个最佳值。

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