蒸汽壓縮式制冷熱泵系統(tǒng)的壓焓圖的功能及應(yīng)用

性能圖制冷裝置的性能圖及其應(yīng)用總結(jié)水泵制冷機(jī)(與熱泵)sink/ambient20m水壩瀑布流量瀑布流量水壩瀑布流量灌溉水量500T/d灌溉水量500T/d水車(chē)水泵采水量400Td采水量400Td河流QQP制冷裝置制取冷量相同點(diǎn)功能EvaporatorColdWindvalve&MagneticclutchDrierCondenserCondenser低溫、低壓冷媒(氣態(tài))(氣、液混合)壓壓縮機(jī)低溫、高壓冷媒高溫、高壓冷媒(氣態(tài))空調(diào)的工作原理：從壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓制冷蒸汽通過(guò)高壓軟管進(jìn)入冷凝器；由于車(chē)外溫度低于進(jìn)入冷凝器的制冷劑溫度，借助于冷凝風(fēng)扇的作用，在冷凝器中流動(dòng)的制冷劑的大部分熱量被車(chē)外空氣帶走，從而高溫高壓氣體被冷凝成低溫高壓的液體。這種低溫高壓液體流過(guò)節(jié)流膨脹閥時(shí)，由于節(jié)流作用，體積突然變大而降壓，變成低壓低溫的霧狀液體進(jìn)入蒸發(fā)器，并在定壓下汽化，由于制冷劑在管內(nèi)汽化時(shí)的溫度低于蒸發(fā)器管外的車(chē)內(nèi)循環(huán)風(fēng)，故它能吸收管外空氣中的熱量，從而使流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣溫度降低，從而產(chǎn)生制冷降溫效果，汽化了的制冷膨脹閥具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，在蒸發(fā)器溫度高的時(shí)候開(kāi)啟量孔大，溫度低時(shí)，膨脹閥里的量孔通過(guò)調(diào)節(jié)針閥伸縮來(lái)調(diào)節(jié)冷媒流動(dòng)。達(dá)到制冷溫度的基本恒定氣，使系統(tǒng)壓力不超過(guò)允許值，從而保證系統(tǒng)不因壓力過(guò)高而發(fā)生事故低壓開(kāi)關(guān)：在沒(méi)冷媒(制冷劑)時(shí)不讓壓縮機(jī)工作以保護(hù)壓縮機(jī)的.蒸氣壓縮式是目前廣泛采用的制冷方法制冷機(jī)類：電冰箱、冷藏柜、陳列柜、冷庫(kù)、工藝?yán)渌O(shè)備等制冷機(jī)與熱泵可以獨(dú)立成為設(shè)備，也可成為制冷機(jī)與熱泵的設(shè)計(jì)、控制、運(yùn)行與管理的理論基礎(chǔ)是“壓焓圖”和“性能圖”壓焓圖(lgp-h圖)是分析蒸氣壓縮式制冷(熱泵)循環(huán)的重要工具*循環(huán)設(shè)計(jì)：構(gòu)造各種制冷循環(huán)*循環(huán)分析：對(duì)已知系統(tǒng)進(jìn)行熱力分析1點(diǎn)：臨界點(diǎn)1點(diǎn)：臨界點(diǎn)C2線：飽和液線2線：飽和液線φ=0飽和氣線φ=13區(qū)：過(guò)冷液體區(qū)飽和區(qū)過(guò)熱蒸氣區(qū)6線：等壓線等溫線等比焓線等比熵線等比容線等干度線個(gè)CondenserPBAEDhCECOMAFCECOMAF兩相區(qū)以外的制冷劑狀態(tài)點(diǎn)必須由兩個(gè)獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)才能描述例如：具有一定過(guò)熱度的壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)(點(diǎn)1)可由壓縮機(jī)吸氣管上的壓經(jīng)制冷劑物性方程或lgp-h圖來(lái)確定如果吸氣狀態(tài)位于兩相區(qū)(點(diǎn)6)時(shí)，則不能直接確定干度x6●采用節(jié)流方法使之降壓(6→1)成過(guò)焓為h1的濕蒸氣(點(diǎn)6)的干度X?機(jī)的安全當(dāng)從貯液器至膨脹閥之間的高制冷劑容易出現(xiàn)沿程閃發(fā)①高壓液體上升立管高度過(guò)高(重②管道過(guò)細(xì)及局部阻力部件過(guò)多③沿程吸熱量過(guò)大令思考：以很大嗎?①L=120m,Z=50m,H=15mEQ\*jc3\*hps40\o\al(\s\up7(7),m)和室外機(jī)高度差室內(nèi)室內(nèi)機(jī)之間高度差冷媒配管限制總長(zhǎng)度最遠(yuǎn)長(zhǎng)度(等效長(zhǎng)度)最遠(yuǎn)長(zhǎng)度(實(shí)際長(zhǎng)度)冷媒配管限制總長(zhǎng)度最遠(yuǎn)長(zhǎng)度(等效長(zhǎng)度)最遠(yuǎn)長(zhǎng)度(實(shí)際長(zhǎng)度)第一分支后最遠(yuǎn)長(zhǎng)度室外機(jī)間機(jī)組間的高低差室內(nèi)/室內(nèi)10m以下室外機(jī)最遠(yuǎn)配管長(zhǎng)度(實(shí)際長(zhǎng)度150m)室內(nèi)機(jī)間的高低差高低差50m室內(nèi)機(jī)100米25m同時(shí)保證多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的室內(nèi)、外機(jī)組之間以及室內(nèi)機(jī)組之間的最大管長(zhǎng)L與最大高差Z舒適性作用城>多聯(lián)機(jī)作用域問(wèn)題是四種作用域的交集多聯(lián)機(jī)作用域問(wèn)題是指導(dǎo)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝的重要理論基礎(chǔ)安全性作用域是指防止垂直液管內(nèi)因重力作用而影響系統(tǒng)安全運(yùn)行的室內(nèi)、外機(jī)之間連接管的最大高差●下降液管(例)導(dǎo)致制冷劑閃發(fā)與制冷劑種類有關(guān)與機(jī)組和連接管的耐壓程度有關(guān)(5~20HP:100m)24~30HP:室內(nèi)機(jī)最多15m排氣管摩擦阻力損失引起系統(tǒng)性能出現(xiàn)嚴(yán)重衰減而確定的室內(nèi)、外機(jī)之間連接管的最大長(zhǎng)度必須選定參考機(jī)組考察多聯(lián)機(jī)EER、COP與參考機(jī)組的TEER、TCOP(包含水泵、風(fēng)機(jī)與參考機(jī)組的能效水平和連接管的15~20HP:100m)24~30HP:和室外機(jī)高度差最多50m**:24和30HP如果室外機(jī)安裝位置是低過(guò)室內(nèi)機(jī)，高度差最多40m(5~20HP:30m)室內(nèi)機(jī)(5~20HP(5~20HP:100m)120m*:24和30HP如果室外機(jī)安裝位置是低過(guò)室內(nèi)機(jī)，調(diào)節(jié)性作用域是指為防止因管內(nèi)摩擦阻力和液體重力作用的影響導(dǎo)致室內(nèi)、外機(jī)調(diào)節(jié)能力下降所確定的并聯(lián)蒸發(fā)器或并聯(lián)冷凝器之間連接管的最大長(zhǎng)度與高差換熱器+電子膨脹閥R22DruDT9.006.005.004.00AD,M7INF-a12ptprApnApn3三n尊=23.0050.900.200.700.6048050032054014016018020022024048050032054005sn0ne06u50rsu-30017000舒適性作用域是指為防止室內(nèi)蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度超高或以保證室內(nèi)蒸發(fā)器除濕、冷凝器出風(fēng)溫度不致過(guò)低所確定的室內(nèi)、外機(jī)組之間的最大長(zhǎng)度和高差與經(jīng)濟(jì)性、安全性作用域密切相關(guān)EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up8(830HP),20HP)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up8(配管),100)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up8(長(zhǎng)),m)和室外機(jī)高度差15m(5~20HP:40m)*:24和30HP如果室外機(jī)安裝位置是低過(guò)室內(nèi)機(jī)，高度差最多40m(5~20HP:30m)連接管之間的關(guān)系室內(nèi)、外機(jī)組之間管長(zhǎng)應(yīng)L室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間的高差Z室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間的高差Z圖分析制冷循環(huán)封閉式壓縮機(jī)為Pin;開(kāi)啟式壓縮機(jī)Pin=Pe(軸功率)電機(jī)損失壓縮機(jī)摩擦損失、油泵耗功制冷劑泄漏、漏熱過(guò)/欠壓縮損失輸入功率Pin輸出功率Pout軸功率Pe指示功率P1有效壓縮功率P。等熵壓縮功率PthEoihdpykIaal可提高壓縮機(jī)回氣過(guò)熱度可提高壓縮機(jī)回氣過(guò)熱度，防止液口對(duì)于某些制冷劑而言，回?zé)崾菧p小451膨脹閥2應(yīng)用場(chǎng)合2油分離器利用一套制冷裝置對(duì)不同庫(kù)溫要求的冷間進(jìn)行降溫2油分離器膨脹閥16膨脹閥2膨脹閥16膨脹閥287是小型制冷裝置的容量控制方法之一，但性能較差可以將壓縮機(jī)排氣經(jīng)熱氣旁通閥直接旁通到壓縮機(jī)吸氣管如果將熱氣旁通閥的出口接至蒸發(fā)器入口，即可解決旁通導(dǎo)致的吸氣過(guò)熱問(wèn)題冷庫(kù)用重力供液盤(pán)管式蒸發(fā)器空調(diào)用冷水機(jī)組的滿液式蒸發(fā)器劑傳熱管液態(tài)制冷劑浮球閥1氣液分離器7壓縮機(jī)34蒸發(fā)器5φo=M,(1-x?)(h?-h?)233蒸發(fā)器自動(dòng)旁通閥蒸發(fā)器自動(dòng)旁通閥M,(h?-h?)蒸發(fā)器冷凝器蒸發(fā)器冷凝器制冷系統(tǒng)主要設(shè)備(四大基本部件)壓縮機(jī)氣液分離器例：房間空調(diào)器(制冷運(yùn)行)標(biāo)準(zhǔn)),確定設(shè)計(jì)工況，并根據(jù)設(shè)計(jì)工況選擇和設(shè)計(jì)最佳的部件和印壓縮機(jī)Qe=fe(f,te,tc)Pn=fe(f,te,tc)Qc=Q+PinQc=fe(f,te,tc)口冷凝器印蒸發(fā)器口節(jié)流裝置仿真模擬仿真模擬250制冷量200冷凝溫度30℃20035℃40℃0冷凝溫度30℃35℃-20-15-10-5蒸發(fā)溫度/℃軸功率40℃0(a)冷凝溫度(℃)Qe=fe(te,tcQe=fe(te,tc)Pin=fp(t,1冷凝溫度(℃)Pin=d?+d?te+d?t2+d?tcQc=Qe+PnQc=fe(te,tc)根據(jù)能量守恒方程(冷卻介質(zhì)得熱量=冷凝器與制冷劑的換熱量)當(dāng)冷凝器結(jié)構(gòu)確定后，冷凝負(fù)荷可描述為Qc=fe(tc,tca,Mca)冷凝溫度(℃)對(duì)于干工況而言，蒸發(fā)器的工作特性與冷凝器相似Qe=FRKeAe(tea-te)對(duì)于濕工況而言：同時(shí)發(fā)生能量和質(zhì)量交換，推動(dòng)力為比焓差(或濕球溫度差)蒸發(fā)溫度(℃)由壓縮機(jī)性能曲線和冷凝器性能曲線消去冷凝內(nèi)部參數(shù))Qc=Qe+PinQc=fe(te,XQ。=f"(t,ta,Ma)輸入功率輸入功率(Kw)圖7-5壓縮一冷凝機(jī)組的性能圖(二)制冷量制冷量(Kw)I輸入功率輸入功率(KW)冷凝溫度(℃)壓縮冷凝機(jī)組的性能取決于壓縮機(jī)和冷凝器的性能對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的壓縮冷凝機(jī)組，其性能與冷卻介質(zhì)必須規(guī)定冷卻介質(zhì)的入口溫度和系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度)冷凝器性能曲線的斜率QJ(tca-te)與FRA.K.三者乘積成正比，故設(shè)計(jì)時(shí)，傳熱面積與冷卻流量介質(zhì)取得過(guò)小，性能曲線平坦，制冷能力不能充分發(fā)揮在使用過(guò)程中，因下列因素造成冷凝器傳熱面積與傳熱系數(shù)降低，均使性能曲線變得平坦，機(jī)組冷凝傳熱系數(shù)減小傳熱面積減小由(壓縮機(jī)+冷凝器性能曲線)+蒸發(fā)器性能曲線消去蒸發(fā)溫度t。(內(nèi)部參數(shù))tca,Mca),tca,Mca)Qe=feX,teaw,Mea)L蒸發(fā)器進(jìn)口空氣濕球溫度(℃)蒸發(fā)器進(jìn)口空氣濕球溫度(℃)輸入功率輸入功率(Kw)制冷量(Kw)蒸發(fā)溫度(蒸發(fā)器進(jìn)口空氣濕球溫度(℃)蒸發(fā)器進(jìn)口空氣濕球溫度(℃)制冷系統(tǒng)(制冷機(jī)組)的性能取決于壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器的性能對(duì)于給定的制冷機(jī)組，其性能取決于冷卻介質(zhì)與被冷卻介質(zhì)入口溫度(或濕球溫度)和流量(性能標(biāo)定時(shí)，必須規(guī)定上述介質(zhì)的溫度)影響壓縮冷凝機(jī)組性能的因素直接影響制冷機(jī)組性能，規(guī)律也相同故設(shè)計(jì)時(shí)，傳熱面積或被冷卻介質(zhì)流量取得過(guò)小，性能曲線平坦，制冷能力不能充分發(fā)揮運(yùn)行過(guò)程中，如果蒸發(fā)器因下列原因造成傳熱面積與傳熱系數(shù)減小，蒸發(fā)器的性能曲線將變得平緩，系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度必定降低，制冷能力得不到充分發(fā)揮傳熱系數(shù)減小傳熱面積減小臟堵；存油等變?nèi)萘恐评湎到y(tǒng)最基本的特征是壓縮機(jī)的排氣量Vh可以調(diào)節(jié)(簡(jiǎn)稱變?nèi)萘繅嚎s機(jī))變?nèi)萘繅嚎s機(jī)：變速(如變頻f)或變行程等冷凝冷凝負(fù)荷(w)蒸發(fā)溫度(℃)冷凝溫度(℃)今今頻率對(duì)制冷系統(tǒng)的影響口頻率降低，tc降低，te升高；lgp-h圖變窄換熱器容量(KA)對(duì)制冷系統(tǒng)的影響冷凝器KA減小或蒸發(fā)器KA增大時(shí)，tc與te均升高，lgp-h圖上移冷凝器KA增大或蒸發(fā)器KA減小時(shí)，tc與te均降低，lgp-h圖下移換熱器工況對(duì)制冷系統(tǒng)的影響口冷卻介質(zhì)或被冷卻介質(zhì)入口溫度升高時(shí)，te與te均升高，lgp-h圖口冷卻介質(zhì)或被冷卻介質(zhì)入口溫度降低時(shí)，te與te均降低，