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制冷系統(tǒng)為什么為什么要二次過(guò)冷?
發(fā)布于:2022-08-03

我們的熱泵噴氣增焓解決了空調(diào)低溫制熱的問(wèn)題,二級(jí)過(guò)冷則是要提高制冷效率,增加制冷能力。
一、冷媒在制冷循環(huán)中的變化:

制冷壓縮機(jī)將氣態(tài)的制冷劑壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑,送到冷凝器冷凝為中溫高壓的制冷劑液態(tài),液態(tài)的制冷劑經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)變成低溫低壓的制冷劑液體,低溫低壓的制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱,變成低溫低壓的制冷劑氣體進(jìn)入制冷壓縮機(jī),如此往復(fù)循環(huán)。


二、過(guò)冷示意圖:
液體溫度比飽和溫度低稱(chēng)為過(guò)冷。如下圖所示:

以R22冷媒為例,假設(shè)冷凝器內(nèi)的壓力為1.64MPa,則飽和溫度為45℃。飽和狀態(tài)的A-B間為45℃,A-B間冷媒為氣液混合狀態(tài)(潛熱)。B-C間所有的氣體已經(jīng)變?yōu)橐后w,狀態(tài)為全液體狀態(tài),并且不斷向周?chē)幔箿囟壤^續(xù)下降[本文來(lái)源:制冷百科公眾號(hào)],譬如降至40℃ 。這時(shí)冷凝器出口溫度比冷凝器內(nèi)的溫度低5℃,這種狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)冷,我們稱(chēng)這時(shí)流出的冷媒有5℃的過(guò)冷度(過(guò)冷度=45-40=5℃)。


三、制冷過(guò)程與二次過(guò)冷


(圖1:理想狀態(tài)的制冷過(guò)程)

(圖2:實(shí)際制冷過(guò)程)
如上圖1所示,2-3的過(guò)程為冷凝器的冷卻過(guò)程,如上圖2所示當(dāng)超出3的一段稱(chēng)為過(guò)冷過(guò)程。為了方便理解,通常廠家把2-3的過(guò)程稱(chēng)之為一次過(guò)冷(在冷凝器中被冷卻的過(guò)程)。在制冷過(guò)程中,冷凝器冷卻效果越好,制冷效果就越好,經(jīng)過(guò)冷凝器的冷媒被冷卻得溫度越低,制冷效果就越好。
假設(shè),正常的從壓縮機(jī)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(jīng)過(guò)冷凝器后被冷卻成了40℃液態(tài)冷媒(設(shè)室外環(huán)境溫度35℃),多聯(lián)機(jī)都是依靠風(fēng)冷冷卻,[本文來(lái)源:制冷百科公眾號(hào)],如果想要繼續(xù)冷卻到37℃,可以通過(guò)增加換熱器的面積來(lái)實(shí)現(xiàn),但是由于環(huán)境溫度是一定的,根據(jù)卡諾公式知道即便是無(wú)限增大換熱面積冷卻溫度也不可能降低至環(huán)境溫度以下,兩個(gè)溫度相同的物質(zhì)之間不會(huì)相互進(jìn)行熱量傳遞。
但是有人發(fā)現(xiàn),在整個(gè)制冷循環(huán)中,從蒸發(fā)器出來(lái)的冷媒氣體溫度很低,只有15℃左右,于是想到用這個(gè)氣體去冷卻從冷凝器出來(lái)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(tài)冷媒降低到35℃以下,這便是所謂的“二次過(guò)冷”技術(shù)。
“二次過(guò)冷”的原理是非常容易實(shí)現(xiàn),但是在實(shí)際過(guò)程中,如果將液態(tài)冷媒溫度冷卻的越低,會(huì)導(dǎo)致與之換熱的氣態(tài)冷媒被加熱的溫度越高,相當(dāng)于從蒸發(fā)器出來(lái)的氣態(tài)冷媒溫度會(huì)升高,會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)的回氣溫度提高,壓縮機(jī)會(huì)有過(guò)熱保護(hù),過(guò)高的制冷劑蒸汽溫度將破壞潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能,并使氣閥通道及閥片上結(jié)炭,使壓縮機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。
多聯(lián)機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中,若過(guò)冷度過(guò)高,會(huì)減少主循環(huán)路冷媒的流量,影響系統(tǒng)回油及電子膨脹閥的穩(wěn)定性;若過(guò)冷度過(guò)低,則會(huì)導(dǎo)致制冷效果下降。所以一般都會(huì)控制在適宜的范圍(5-8℃)之內(nèi)來(lái)匹配系統(tǒng)的性能,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

以某品牌空調(diào)的的宣傳樣冊(cè)舉例:


● 兩級(jí)過(guò)冷循環(huán),增大了制冷能力。
● 減少了制冷劑在管道中流動(dòng)時(shí)的壓力損失。
● 增大了過(guò)冷度,有利于電子膨脹閥的穩(wěn)定工作。

● 增大了過(guò)冷度,確保配管總長(zhǎng)度增加。


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