一、過冷的定義:
所謂“過冷",就是將冷凝后的飽和液體通過某種裝置(如過冷器)和方法(或措施)進行再冷卻,使其溫度低于冷凝壓力下的飽和溫度,稱之為過冷。把過冷前的液體溫度與過冷后的溫度相比較,差值為“過冷度"。
過冷是為了使節(jié)流前的制冷劑液體減少在節(jié)流過程中產生的閃發(fā)氣體,減少閃發(fā)氣體所占容積的比容,提高單位制冷量;同時也提高了回氣的過熱度,對保護壓縮機不處濕沖程運轉,都有一定的好處。過冷度在壓焓圖的表示:
工程上,一般將排氣壓力近似看作冷凝壓力,排氣壓力對應的飽和液體溫度和冷凝器出口液體的溫度之差,作為過冷度。之所以這樣近似,是因為冷凝器的壓降相對于蒸發(fā)器而言較小。排氣壓力與真正的冷凝壓力差值較小,采用這樣的近似帶來的誤差,可以忽略。
二、為什么需要過冷度
簡單來說,制冷系統如果沒有過冷度,那么制冷劑在液管中會有“閃發(fā)",制冷效果降低;對于風冷冷凝器,3-5℃的過冷度比較合適。
制冷系統正常循環(huán)時,冷凝器的出口一般都會有一定的過冷度。如果沒有過冷度,兩相冷媒中的液體在“液管"中壓力稍有損失,液體就會【閃發(fā)】,飽和液體由于壓力的降低必然會蒸發(fā)。
液體蒸發(fā)會吸收周圍的熱量,剩余的液體隨之降溫,又達到相應壓力下的飽和溫度,就這樣兩相冷媒邊前進,邊閃發(fā),邊飽和,直到到達蒸發(fā)器入口。最終到達蒸發(fā)器的兩相冷媒的干度就會比設計的干度大很多,液相成分減小,就無法滿足蒸發(fā)器的蒸發(fā)量,制冷效果當然會降低。
三、過冷實現的方法:
1)冷凝器后裝過冷器;2)增大冷凝器面積;3)設置回熱器,采用回熱循環(huán)
1)冷凝器后裝過冷器:
在較大型的制冷系統中,為了使進入節(jié)流閥的制冷劑液體溫度降低些,減少在節(jié)流時或節(jié)流后產生的閃發(fā)氣體,適當提高制冷效率,工藝設計中在儲液器后加裝了專門用來過冷的設備——過冷器。
2)設置回熱器,采用回熱循環(huán)
還有些小型氟制冷系統,如小型冷庫等,雖然沒有專門的過冷器,但把供液管與回氣管包扎在一起保溫,利用回氣管的低溫降低供液管里的液體溫度,也可把一段供液管和膨脹閥直接安裝在庫房內通過,經再次冷卻達到過冷的目的,從而提高制冷效率。同時也加熱了回氣管的溫度,避免壓縮機吸入過潮蒸汽而可能產生液擊。
毛細管節(jié)流的系統,毛細管與回氣管(吸氣管)合并在一起走,有合焊在一起的,有用熱膠套套在一起的,有從回氣管中穿過的,還有纏繞在回氣管上的,也有的將毛細管或供液管直接在箱體內通過。毛細管與回氣管進行熱交換,使節(jié)流前的液態(tài)制冷劑與回氣管道中的低溫制冷劑蒸汽進行熱交換冷卻而得到過冷,這樣既可減少回氣管路中可能夾帶的液體液擊壓縮機,同時又能達到節(jié)流前液體制冷劑過冷的目的。
3)適當增大冷凝器面積:
把冷凝器故意加大,留出空間得到再次冷卻而過冷也是可行的。但在規(guī)范的設計中是不會這樣做的,考慮的是盡量縮小整體體積和重量,減少制造成本。