过冷度对制冷系统的意义

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过冷度对制冷系统的意义

已有 7621 次阅读?2010-9-16 22:01?|个人分类:制冷实验|系统分类:科研笔记|关键词:过冷度，压焓图，制冷系统

过冷度的定义：冷凝器冷凝压力对应的饱和液体温度和冷凝器出口液体实际温度的差值。 工程上，一般将排气压力近似看作冷凝压力，排气压力对应的饱和液体温度和冷凝器出口液体的温度之差，作为过冷度。之所以这样近似，是因为冷凝器的压降相对于蒸发器而言较小。排气压力与真正的冷凝压力差值较小，采用这样的近似带来的误差，可以忽略。 对于风冷冷凝器，3~5度的过冷度比较合适。

制冷系统正常循环时，冷凝器的出口一般都会有一定的过冷度。

如果没有过冷度，两相冷媒中的液体在“液管”中压力稍有损失，液体就会【闪发】==饱和液体由于压力的降低必然会蒸发。液体蒸发会吸收周围的热量，剩余的液体随之降温，又达到相应压力下的饱和温度，就这样两相冷媒边前进，边闪发，边饱和，直到到达蒸发器入口。最终到达蒸发器的两相冷媒的干度就会比设计的干度大很多，液相成分减小，就无法满足蒸发器的蒸发量，制冷效果当然会降低。

另外具有一定的过冷度，才有可能绘制出令人可信的压焓图。对于基本的单级压缩式制冷系统，压焓图上有四个点，分别是：

①?压缩机吸气口—过热蒸汽；②?压缩机排气口—过热蒸汽； ③?冷凝器出口—过冷液体；④?蒸发器的入口—两相冷媒。

①、②和③点都是单相状态，根据压力和温度值，可以计算出对应的焓值。根据压力和焓值，可以在压焓图中确定位置；

蒸发器的入口为两相冷媒，即使知道压力和温度值，也难以计算出焓值。

但是节流装置一般外表面积较小，散热忽略，冷媒经过节流装置可以近似作为等焓降压过程。所以③点的焓值可以近似等于冷凝器出口的焓值。

如果冷凝器的出口为两相或饱和液，则难于得到焓值。四个状态点，缺少两个点，则不能画出系统的压焓图。

附录：为什么在两相状态，不能根据压力和温度计算出对应的焓值。

因为在两相区中，压力和温度是一一对应的，一个饱和压力对应一个饱和温度。压力线与温度线，在两相区中是一条重合的水平线。

因为测量误差，测量得到的压力值和温度值，很难做到一一对应： ①??????如果温度值小于压力对应的饱和温度，则说明是过冷液体； ②??????如果温度值大于压力对应的饱和温度，则说明是过热气体。 这与前面的条件，冷媒是两相状态，相矛盾。


那可不可以说，冷媒处在测量得到的压力值的饱和液或饱和线上呢？焓值用其饱和液或饱和气的焓值代替。

这也不可以，因为饱和温度上下相差0.1度，其对应的焓值就会相差100~200kJ/kg。

两相点在压焓图的实际的位置，究竟是在饱和液线上，还是饱和气线上，或之间的水平线上的某个位置，这都难以确定。

所以一定要有充分的过冷度或过热度，才可以计算其对应的焓值。 参考文献：

1.?《超市制冷系统压力损失过大的解决方案》

另外补充一点：

如果是两相冷媒进入节流装置（如膨胀阀）会发生振荡(hunting)现象。 表现在流量上就是振荡，振幅最大10%。 由于振荡，也有可能产生噪音。

以上这些原因，在开发制冷系统时，一般都会要求冷凝器后，节流装置前，有一定的过冷度（3度-5度）。

过热度、过冷度知识点指导制冷系统正常运行

某工质温度低于标准压力下其饱和液体的温度称为过冷度。例如1atm大气压力下，97度的液态水过冷度为-3度，某工质温度高于标准压力下其饱和气体的温度称为过热度。 例如1atm大气压力下，110度过热水蒸气其过热度为10度，额外说一点：1atm下1b水100度饱和液态和饱和气态之间需要970BTU的潜热。

关于膨胀阀：厂家出厂时一般使膨胀阀开启所需的过热度，又称静装配过热度，一般静装配过热度为3度。从热力膨胀阀开始开启至额定开度所需要的过热度增量，称为膨胀阀的有效过热度或可变过热度。其数值的大小与弹簧的刚度及阀芯的行程有关，一般有效过热度约为2～5℃，通常把热力膨胀阀的静装配过热度与有效过热度之和5~8度称为工作过热度，即平时所说的过热度。

通俗的讲：所谓的过热度：工质目前的实际温度比实际压力所对应的饱和温度高出几度。一般，在蒸发器出口，和压缩机排气口，工质的实际温度要比实际压力所对应的饱和温度高。这时候就涉及到过热度(吸气过热度和排气过热度) 过冷度：工质目前的实际温度比实际压力所对应的饱和温度低几度。

一般在冷凝器出口，工质的实际温度要比实际压力所对应的饱和温度低，这就涉及到过冷度。吸气过热度的作用。吸气如果完全无过热度，就有可能产生回气带液，甚至引起湿冲程液击损坏压缩机。为了避免此种现象，就需要一定的吸气过热度，以保证只有干蒸汽进入压缩机(因冷媒性质决定，过热度的存在表示液态冷媒的完全蒸发)。但是，过热度太高也有缺点，过热度偏高会引起压缩机排气温度(排气过热度)升高，压缩机运行工况恶化寿命降低。所以，吸气过热度应该控制在一定范围之内。而膨胀阀通过安放于压缩机回气管或蒸发器出口的感温部分来感测回气温度和实际蒸发压力(对应了饱和温度)之间的温差(该温差就是吸气过热度)，并以设定过热度为依据来调节膨胀阀开度，也就相当于调节蒸发器供液量，最终可控制吸气过热度。


现在有些机型(比如变频多联机)也有专门控制冷凝过冷度的膨胀阀。当过冷度不足的，就增加过冷回路膨胀阀的开度，加大喷液量来冷却主回路冷媒，提高冷凝效果。

过热度=压缩机的吸气温度-制冷剂在蒸发器中的蒸发温度 有一定的过热度是为了保证进入压缩机的是没有液体的制冷剂，防止湿冲程过冷度=制冷剂在冷凝器中的冷凝温度-冷凝器出口的制冷剂温度 过冷度大，在膨胀阀中闪发的制冷剂气体就少，提高制冷量

举例说明：某空调过热度与过冷度1.过热蒸汽及过热度在某压力下，蒸汽的温度若高于该压力所对应的饱和温度(沸腾)时，这种蒸汽称为过热蒸汽，超过的温度叫过热度。

例1：latm(标准大气压)下，水的饱和温度为100c。130.c的蒸汽为过热蒸汽，过热度为30度。 例2：R22制冷系统空调情况下，制冷剂在蒸发器中沸腾气化温度为5度，压缩机回气管中的温度为15度其蒸汽为过热蒸气，过热度为15度-5度

2.过冷液体及过冷度。空调在某压力下，液体的温度若低于压力对应的饱和温度时，这种液体称为过冷液体;温度差值为过冷度。

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