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壓損對制冷量和壓縮機(jī)功率的影響不同

  

  制冷系統(tǒng)中回?zé)崞魍ǔS腥齻€(gè)重要作用:(1)可以提高制冷系統(tǒng)的性能系數(shù);(2)使得離開冷凝器(類別:換熱設(shè)備)的液體過冷以免在節(jié)流前汽化;(3)使離開蒸發(fā)器后蒸氣中夾帶的液體在進(jìn)入壓縮機(jī)(compressor)前汽化帶有回?zé)崞鞯恼魵鈮嚎s式制冷系統(tǒng),在該系統(tǒng)中通過(tōng guò)回?zé)崞魇闺x開冷凝器后的制冷劑液體進(jìn)一步冷卻,從而有效地防止節(jié)流前的汽化;同時(shí),也使離開蒸發(fā)器的冷氣體(gas)中夾帶的液體在進(jìn)入壓縮機(jī)前全部汽化,從而有效地防止液擊現(xiàn)象的出現(xiàn)。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī),在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合,使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小,從而將氣體壓縮并排出。
  回?zé)崞鞯男?efficiency)回?zé)崞鲗⒏邷匾后w的部分能量轉(zhuǎn)移到低溫氣體上,其轉(zhuǎn)移能力取決于換熱面積和結(jié)構(gòu)。在對回?zé)崞鞯男阅芊治鲋校湫适且粋€(gè)很重要的參數(shù)。回?zé)崞鞯男士啥x為:溫度的下標(biāo)值與點(diǎn)相對應(yīng)。借助回?zé)崞鳎ㄟ^與蒸發(fā)器出口的蒸氣交換熱量(Heat),使離開冷凝器的制冷劑在進(jìn)入膨脹閥之前焓值進(jìn)一步降低,這樣可使高壓液體的溫度進(jìn)一步降低,單位質(zhì)量制冷量增大,并且降低了在膨脹裝置前出現(xiàn)閃發(fā)氣體的可能性。與此同時(shí),回?zé)崞魈岣?了低壓側(cè)壓縮(compression)機(jī)的吸氣溫度,降低了制冷劑的壓力(pressure),這將使制冷劑的比體積增大,從而減少了制冷劑的質(zhì)量流量和壓縮機(jī)(compressor)的輸氣量。因此回?zé)崞餍实母叩蛯ο到y(tǒng)的工作性能影響很大。
  忽略質(zhì)量流量修正時(shí)回?zé)崞鲗ο到y(tǒng)制冷量的影響從圖2可以看出,當(dāng)系統(tǒng)中沒有回?zé)崞鲿r(shí),單位質(zhì)量制冷量為h;當(dāng)帶有回?zé)崞鲿r(shí),變?yōu)?,與沒有回?zé)崞鲿r(shí)相比,單位質(zhì)量制冷量增加(increase)了h4.如果忽略對質(zhì)量流量的修正,則在安裝(installation)回?zé)崞骱螅到y(tǒng)的制冷量總會(huì)增加,但制冷量增加的程度取決于制冷劑的種類、回?zé)崞鞯男?efficiency)和系統(tǒng)的運(yùn)行條件。回?zé)崞鲗χ评淞康挠绊懣梢愿鶕?jù)相對制冷量指數(shù)(index)(RCI)進(jìn)行分析,系統(tǒng)的制冷量假定制冷劑質(zhì)量流量穩(wěn)定,在不計(jì)回?zé)崞鲏簱p的前提下,通過理論計(jì)算和分析,得出了對不同制冷劑,當(dāng)蒸發(fā)溫度為-20℃,冷凝溫度為40℃時(shí),回?zé)崞鞯男屎拖鄬χ评淞恐笖?shù)的關(guān)系。
  于所有制冷劑而言,通過進(jìn)一步冷卻冷凝器出口的制冷劑都能使系統(tǒng)的制冷量增加(increase)從圖中還可以看出,回?zé)崞鞯男?efficiency)和相對制冷量指數(shù)近似呈直線關(guān)系。但相對制冷量指數(shù)要受到蒸發(fā)(evaporation)溫度(temperature)和冷凝溫度的雙重影響。
  質(zhì)量流量修正時(shí)回?zé)崞鲗ο到y(tǒng)制冷(Refrigeration)量的影響冷劑質(zhì)量流量的影響相對余隙容積當(dāng)回?zé)崞鞯男?efficiency)增加時(shí),進(jìn)入壓縮(compression)機(jī)的制冷劑獲得的過熱度也增加,這樣不僅降低了制冷劑的密度(單位:g/cm3或kg/m3),而且也降低了壓縮機(jī)的容積效率。昆山空壓機(jī)維修是更換全部磨損的零件,空壓機(jī)轉(zhuǎn)1000個(gè)小時(shí)或一年后,要更換濾芯,在多灰塵地區(qū),則更換時(shí)間間隔要縮短。濾清器維修時(shí)必須停機(jī),檢查壓縮機(jī)所有部件,排除壓縮機(jī)所有故障。回?zé)崞鞯蛪簜?cè)的壓力損失進(jìn)一步使進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑的密度降低,因此,當(dāng)增大回?zé)崞鞯男蕰r(shí),制冷劑的質(zhì)量流量減少,有時(shí)也可對系統(tǒng)制冷量產(chǎn)生負(fù)作用。這時(shí)雖然單位質(zhì)量制冷量也增加,但是由于在回?zé)崞髦杏袎毫p失,在狀態(tài)點(diǎn)2處,由于溫度增加壓力降低導(dǎo)致吸氣密度降低,質(zhì)量流量本身卻下降。
  除了考慮回?zé)崞鲗χ评?Refrigeration)量的影響外,還需考慮對COP的影響,這就需要了解(Find out)回?zé)崞鞯男阅軐嚎s機(jī)功率的影響。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行,如果保養(yǎng)好的可以延后,保養(yǎng)差的則需要提前。 Threckeld在假定壓縮機(jī)的壓縮過程是多變過程的前提下,提出了壓縮機(jī)的比指示功的近似表達(dá)式式中P―――壓縮機(jī)入口的絕對壓力―――壓縮機(jī)出口的絕對壓力―――壓縮機(jī)入口處制冷劑的比體積n―――多變過程指數(shù)通過式(6)可計(jì)算壓縮機(jī)的輸入電功率:式中η―――壓縮機(jī)的機(jī)械效率η和電動(dòng)機(jī)效率η的乘積壓縮機(jī)的單位時(shí)間理論輸氣量只是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù),不受回?zé)崞鞯挠绊懀粔嚎s機(jī)吸排氣壓力由專門的方法和設(shè)備控制(control),因而也與回?zé)崞鳠o關(guān),同時(shí)假定多變過程指數(shù)n也與回?zé)崞鳠o關(guān),則在可忽略壓降的前提下,壓縮機(jī)的輸入電功率與是否安裝回?zé)崞鳠o關(guān)。
  由于系統(tǒng)COP的改變直接與制冷(Refrigeration)量有關(guān),在假定可忽略壓降的前提下,COP和制冷量的改變量是一致的。由于壓縮機(jī)入口吸氣溫度(temperature)的升高引起制冷劑質(zhì)量(quality)流量的降低,對不同制冷劑,回?zé)崞鲗OP的影響(influence)與對制冷量的影響是一致的。
  回?zé)崞髦袎簱p的影響壓力損失。如果考慮壓力損失,系統(tǒng)(system)的相對制冷量指數(shù)RCI和COP值都將下降。回?zé)崞髦袎毫p失的大小取決于回?zé)崞鞯脑O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。Domanski和Didion在大量研究的基礎(chǔ)上,給出了一個(gè)對結(jié)果修正的近似公式式中Δh―――蒸發(fā)壓力下,蒸氣比焓差(h―――蒸發(fā)溫度下,制冷劑飽和液體的定壓比熱容―――冷凝溫度―――蒸發(fā)溫度ε―――回?zé)崞鞯男?efficiency)壓力損失對液體管路和氣體管路的影響是不一樣的。在液體管路上,壓力損失對制冷量和COP的影響比在相同壓力損失下在吸氣管路上的影響要小得多。液體管路上的壓損降低了流入膨脹裝置(Apparatus)的制冷劑壓力,在假定壓損足夠小以至于在進(jìn)入膨脹閥之前沒有出現(xiàn)閃發(fā)氣體的前提下,由于液體制冷劑具有不可壓縮的特性,因而壓損對相對制冷量影響很小,而經(jīng)過回?zé)崞鲿r(shí),由于液體制冷劑溫度降低,所以也就減小了出現(xiàn)閃發(fā)氣體的可能性(Possibility)。
  回?zé)崞髟跉怏w管路上(低壓側(cè))的壓損對制冷量和COP都有較大影響(influence)。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī),在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合,使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小,從而將氣體壓縮并排出。壓損降低(reduce)了進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑密度,從而導(dǎo)致(cause)制冷劑質(zhì)量流量(單位:立方米每秒)減小,也就引起制冷量的下降。此外,為了提高(冷凝器(類別:換熱設(shè)備)的壓力,輸入壓縮機(jī)的比功增大,而容積效率卻下降。但是,壓損對制冷量和壓縮機(jī)功率(指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少)的影響卻是不同的,因而當(dāng)考慮回?zé)崞鲏簱p的情況下,系統(tǒng)(system)COP的相對改變量(Variable)不一定和制冷量的相對改變量相等。
  回?zé)崞髦杏辛黧w壓力損失時(shí),其制冷量Q應(yīng)小于無壓力損失時(shí)的制冷量Q;同樣,有壓力損失時(shí)的COP應(yīng)小于無壓力損失時(shí)的COP.將帶有回?zé)崞鞯闹评湎到y(tǒng)(system)在不同的溫差(冷凝溫度和蒸發(fā)(evaporation)溫度之差)、回?zé)崞餍室约皦簱p下Q的和COP/COP進(jìn)行了分析將回?zé)崞髦械膲簱p無量綱化,即該無量綱數(shù)是回?zé)崞髟诘蛪?Low pressure)側(cè)管路上的壓損ΔP與蒸發(fā)器中絕對壓力P的比值。
  無量綱壓損與COP/COP的關(guān)系見圖6.壓損導(dǎo)致了制冷劑質(zhì)量(quality)流量(單位:立方米每秒)的減少,并導(dǎo)致了制冷量的減小,制冷劑質(zhì)量流量的減小又會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)輸入電功率(指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少)的降低,而由壓損引起的壓力比增加導(dǎo)致的壓縮機(jī)輸入電功率大幅度地增加。根據(jù)無量綱壓損和冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的溫差可以確/COP的大小。
  在分析制冷系統(tǒng)使用回?zé)崞鞯男Ч?xiàoguǒ)時(shí),應(yīng)考慮系統(tǒng)中制冷劑質(zhì)量流量的變化。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī),在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合,使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小,從而將氣體壓縮并排出。對某種特定的制冷劑可采用上述方法,對帶回?zé)崞鞯闹评湎到y(tǒng)性能(property)進(jìn)行評(píng)估。 
   


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