盡管大家想象利用濕高低溫來完成逆卡諾循環(huán),但是在實踐上,即便在濕高低溫區(qū),對其幻想理論循環(huán)也難以完成,艱難在于:
①無溫差傳熱進程實踐上不能完成; ②液體脹大做功少; ③濕壓縮損害大。
所以,高低溫壓縮制冷機都仍是按逆卡諾循環(huán)來作業(yè)的,通常選用理論循環(huán),它由兩個等壓進程、一個絕熱壓縮進程和一個絕熱節(jié)省進程構(gòu)成。與抱負循環(huán)對比,除了兩個傳熱進程為等壓進程和有傳熱溫差外,尚有下述兩個差異:
(1)用節(jié)省閥替代脹大機因素:
① 進入脹大機的是液態(tài)制冷劑,體積變體很小,脹大機體積也要很小,難于制作;
② 脹大機作功才能不足以克服機器本身的沖突阻力;
③ 節(jié)省閥便于調(diào)理進入蒸發(fā)器的制冷劑流量。
循環(huán)解析:
① 用節(jié)省閥替代脹大機,節(jié)省為焓不變進程,也是不行逆進程,熵增大,由b`→b,節(jié)省進程有沖突丟失和渦流丟失,這部分機械丟失又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃考訜嶂评鋭挂徊糠至黧w制冷劑變?yōu)楦叩蜏伢w,干度添加,下降了有用制冷才能Δq0’(面積44`b`b4)
② 丟失了脹大功we(034`0),此丟失稱為節(jié)省丟失。
③ 節(jié)省丟失巨細:
隨(Tk-T0)的添加而增大;與制冷劑性質(zhì)有關(guān):飽滿液線越陡峭(制冷劑比熱越大),制冷劑汽化潛熱越小或冷凝壓力pk越挨近臨界壓力pk時,節(jié)省丟失越大。
④ 制冷系數(shù)對比
制冷量:選用脹大機:q0’=h1’-h4’,面積4`1`a`b4`
選用節(jié)省閥:q0=h1’-h4,面積41`a`b4
削減制冷量:Δq0’= q0’- q0=h4-h4’,面積44`b`b
冷凝熱:qk=h2’-h3
循環(huán)耗功:選用脹大機:壓縮功wc,脹大功we,循環(huán)功:∑w=wc-we
選用節(jié)省閥:壓縮功wc,脹大功we=0,循環(huán)功:∑w=wc-we=wc。
多耗功we,面積304`。所以:
ε節(jié)=(q0’-q0)/wc<ε膨 =q0’/(wc-we)
循環(huán)進程制冷量削減的數(shù)值等于節(jié)省閥替代脹大機后損耗的功,但節(jié)省閥簡單,使用方便,實踐上選用節(jié)省閥。
(2)干壓縮替代濕壓縮
在濕壓縮時,壓縮機所吸入的是濕高低溫,壓縮后為飽滿高低溫,而干壓縮時壓縮機吸入的是飽滿汽,壓縮后為過熱高低溫。實踐上均選用干壓縮,嚴禁濕壓縮。
因素:
① 濕壓縮制冷才能下降:吸入濕高低溫時,制冷劑與壓縮機汽缸壁熱交換激烈,由于壓縮后溫度很高,吸入時流體碰到熱的汽缸壁,液珠變?yōu)楦叩蜏伢w,占據(jù)了汽缸的有用空間,使壓縮機吸入制冷劑的質(zhì)量削減;一起,汽缸壁遭到激烈冷卻,壓縮時汽缸壁又從壓縮高低溫中吸收熱量,這種激烈熱交換不行逆程度添加,熵增大,耗功量增大。
② 防止液擊(敲缸)風(fēng)險:當(dāng)大量液體制冷劑進入汽缸時,因液體是不行壓縮的,所以當(dāng)壓縮機活塞沖到止境時,汽缸的壓力大增,導(dǎo)致液壓沖擊,使壓縮機和電機遭到損害。這是不允許的。
如何完成干壓縮?
在蒸發(fā)器出口上增設(shè)一個液體別離器,蒸發(fā)器出來的濕高低溫先進入液體別離器,由于容積擴展流速下降以及活動方向改變,使較重的液滴進行別離,使進入壓縮機的制冷劑狀況點在飽滿高低溫線上,完成干壓縮。壓縮機絕熱壓縮是在過熱區(qū)進行的,由狀況1絕熱線與冷凝壓力線pk的交點定出狀況2,為壓縮終了的狀況點。所以制冷劑在冷凝器中不是等溫凝聚進程而是定壓進程。
與濕式對比,制冷系數(shù)分子分母都添加了,ε是增大仍是削減呢?關(guān)于大多數(shù)制冷劑來說ε↘,其巨細與制冷劑性質(zhì)有關(guān),制冷系數(shù)下降的程度稱為過熱丟失。一般說來,節(jié)省丟失大的制冷劑,過熱丟失小,并且pk/pkr越大,過熱丟失會越大。
綜上所述,制冷理論循環(huán)與抱負循環(huán)的3個不同點是:
①用節(jié)省閥替代脹大機;②干壓縮替代濕壓縮;③吸熱及放熱進程為定壓進程且存在傳熱溫差。
實踐循環(huán)的制冷系數(shù)除與高、低溫?zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)外,還與制冷劑的熱力性質(zhì)有關(guān)。因而,研究選用適合的制冷劑,對節(jié)約能源有很大含義。