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蒸汽压缩式制冷循环冷凝温度的确定

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发表于 2014-5-21 11:17:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
    制冷循环中的冷凝温度是指制冷剂在冷凝器中冷凝时的温度,与该温度相对应的是制冷剂蒸气压力即冷凝压力。冷凝温度是制冷循环中主要运行参数之一。对于实际制冷装置,由于其他设计参数变化范围较小,冷凝温度可以说是最重要的运行参数,它直接关系到制冷装置的制冷效果、安全可靠性和能耗水平。
    由于冷凝温度Tk与冷凝压力Pk相对应,冷凝温度Tk升高,冷凝压力Pk也升高,将使制冷压缩机的压缩比增大。压缩比增大,一方面致使压缩机的输气系数降低,功耗增大,制冷系数下降;另一方面,压缩比增大使压缩机排气温度升高,压缩机(尤其是活塞式)的故障率增加,
运行的安全可靠性降低。因此,制冷压缩机的类型、所配的电动机功率和制冷装置的结构强度,都限制了制冷装置的最高冷凝温度。在国家标准GB 10875-89和GB 10872-89中,规定了中小型活塞式制冷压缩机的最高冷凝温度,见表4.13。


    在制冷装置的设计中,冷凝温度的确定与冷凝器的形式有关,与所在地区的水文气象条件及冷凝介质种类有关,同时也与所采用的制冷压缩机和制冷剂种类有关。采用不同形式冷凝器时,冷凝温度的确定可参照表4.14。


    根据上述分析,在制冷量Qo一定时,冷凝温度Tk越高,制冷循环的耗功越大,效率越低。因此,应该尽可能使制冷装置在较低的冷凝温度下运行。应该注意的是,在设计中刻意选择过低的冷凝温度,将导致在实际运行中出现高的冷凝温度。
    由表4.15可见,冷凝温度由30℃升到40℃时,单位制冷量减少,单位压缩功增加了21.4%,压缩机消耗的理论功率增加了27%,冷凝热负荷增加了4.8%。


    但是,一味追求低的冷凝温度也是无益的。例如,按冷凝温度Tk=30℃设计计算,由于冷凝热负荷Qk较小,选择的冷凝器传热面积就较小。当实际运行的冷凝温度高于30℃时,实际冷凝热负荷增大,按Tk=30℃选用的冷凝器将不能满足需要,实际冷凝温度Tk将升高,能耗增大,制冷装置效率下降。
    必须强调指出,设计中选取的冷凝温度是定值,而实际运行中的冷凝温度是变化的。冷凝温度与环境温度有关,环境温度不仅随季节变化,并且每天昼夜也在不断变化。因此,在设计时要充分考虑各种不利因素,选择适当的冷凝温度,保证制冷装置在高效率下节能运行。
    在设计中冷凝温度的选取,既要考虑初投资,也要考虑长年运行费用,适当选取较高的冷凝温度Tk,把制冷装置的运行条件考虑得恶劣一些,当实际工况优于设计工况时,制冷装置效率提高,能耗减少。这样,无论对节能还是对提高经济效益都有是有利的。

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 楼主| 发表于 2014-5-21 11:19:52 | 显示全部楼层

蒸汽压缩式制冷循环蒸发温度的确定

    蒸发温度是指制冷剂在蒸发器内沸腾的温度,它与相应的蒸发压力是对应的。蒸发温度升高,蒸发压力也升高。
    蒸发温度是制冷装置运行中最重要的参数之一。如果蒸发温度To过高,则满足不了被冷却对象的低温要求。如果被冷却对象为易腐食品,达不到要求的低温将影响食品的质量,甚至导致腐烂变质;如果为某一工艺流程,达不到要求的低温将影响生产效率和产品质量。因此,保证达到要求的低温是对制冷装置的最基本要求。
    另外,蒸发温度过低,将使制冷装置运行经济性下将,并带来其他一系列不良后果。在一定的冷凝温度下,蒸发温度To降低,则相应的蒸发压力Po也降低。这时制冷循环的压缩比增大,压缩机的输气系数下降。同时,单位容积制冷量急剧下降,单位压缩功明显增大;此外,由于压缩比增大,压缩机的排气温度升高,压缩机的工作条件恶化。以氨制冷装置为例,当冷凝温度Tk=30℃,氨压缩机分别在-5,-15,-30℃的蒸发温度下运行,压缩机吸入为干饱和蒸气,其单位容积制冷量、排气温度和单位压缩比功的变化情况见表4.16。
    由表4.16可见,当蒸发温度To由-5℃降低到-30℃时,同样制冷量下耗功增大了1倍以上。因此,蒸发温度的降低对制冷装置的能耗影响很大,应尽可能避免蒸发温度过低。


    对于用户,除了要求制冷装置高效率外,最关心的是制冷装置的制冷量。显然,如果制冷装置达不到要求的制冷量,就直接影响到被冷却对象的生产工艺。


    在设计中,蒸发温度的确定除了与所需制冷温度、被冷却介质种类有关外,还与蒸发器的形式有关。采用不同形式蒸发器时,蒸发温度的确定方法见表4.17和表4.18。



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  发表于 2014-5-21 13:16
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