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制冷系統為什么為什么要二次過冷?

發布時間:2022-08-03
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我們的熱泵噴氣增焓解決了空調低溫制熱的問題,二級過冷則是要提高制冷效率,增加制冷能力。
一、冷媒在制冷循環中的變化:

制冷壓縮機將氣態的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣態制冷劑,送到冷凝器冷凝為中溫高壓的制冷劑液態,液態的制冷劑經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入蒸發器蒸發吸熱,變成低溫低壓的制冷劑氣體進入制冷壓縮機,如此往復循環。


二、過冷示意圖:
液體溫度比飽和溫度低稱為過冷。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℃。飽和狀態的A-B間為45℃,A-B間冷媒為氣液混合狀態(潛熱)。B-C間所有的氣體已經變為液體,狀態為全液體狀態,并且不斷向周圍散熱,使溫度繼續下降[本文來源:制冷百科公眾號],譬如降至40℃ 。這時冷凝器出口溫度比冷凝器內的溫度低5℃,這種狀態稱為過冷,我們稱這時流出的冷媒有5℃的過冷度(過冷度=45-40=5℃)。


三、制冷過程與二次過冷


(圖1:理想狀態的制冷過程)

(圖2:實際制冷過程)
如上圖1所示,2-3的過程為冷凝器的冷卻過程,如上圖2所示當超出3的一段稱為過冷過程。為了方便理解,通常廠家把2-3的過程稱之為一次過冷(在冷凝器中被冷卻的過程)。在制冷過程中,冷凝器冷卻效果越好,制冷效果就越好,經過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過冷凝器后被冷卻成了40℃液態冷媒(設室外環境溫度35℃),多聯機都是依靠風冷冷卻,[本文來源:制冷百科公眾號],如果想要繼續冷卻到37℃,可以通過增加換熱器的面積來實現,但是由于環境溫度是一定的,根據卡諾公式知道即便是無限增大換熱面積冷卻溫度也不可能降低至環境溫度以下,兩個溫度相同的物質之間不會相互進行熱量傳遞。
但是有人發現,在整個制冷循環中,從蒸發器出來的冷媒氣體溫度很低,只有15℃左右,于是想到用這個氣體去冷卻從冷凝器出來的冷媒液體,兩者之間溫差較大,讓他們接觸,完全有可能把40℃的液態冷媒降低到35℃以下,這便是所謂的“二次過冷”技術。
“二次過冷”的原理是非常容易實現,但是在實際過程中,如果將液態冷媒溫度冷卻的越低,會導致與之換熱的氣態冷媒被加熱的溫度越高,相當于從蒸發器出來的氣態冷媒溫度會升高,會導致壓縮機的回氣溫度提高,壓縮機會有過熱保護,過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,使壓縮機無法運轉。
多聯機在運行的過程中,若過冷度過高,會減少主循環路冷媒的流量,影響系統回油及電子膨脹閥的穩定性;若過冷度過低,則會導致制冷效果下降。所以一般都會控制在適宜的范圍(5-8℃)之內來匹配系統的性能,保證系統穩定運行。

以某品牌空調的的宣傳樣冊舉例:


● 兩級過冷循環,增大了制冷能力。
● 減少了制冷劑在管道中流動時的壓力損失。
● 增大了過冷度,有利于電子膨脹閥的穩定工作。

● 增大了過冷度,確保配管總長度增加。


二次過冷技術不僅起到一定的節能效果,而且液態冷媒被二次過冷后冷媒輸送距離得到了大幅提升(未被二次過冷的液態冷媒也許走個30米的銅管就會變成氣液混合的狀態,這樣容易阻礙冷媒的輸送,但是被“二次過冷”后走個40米可能還是液態)。
來源:制冷百科
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