1.压焓图的功能
lgp-h图是分析蒸气压缩式制冷(热泵)循环的重要工具。
循环设计:构造制冷循环、设计新型制冷(热泵)系统;
循环分析:对已知系统进行热力分析,研究已有系统的设计思想;
循环计算:制冷(热泵)装置的设计计算,选配和设计各部件容量。
lgp-h图的应用举例1:
两相区以外的制冷剂状态点必须由两个独立状态参数才能描述。
例如:具有一定过热度的压缩机吸气状态(点1)可由压缩机吸气管上的压力表(p1)以及温度计(t1)读数,经制冷剂物性方程或lgp-h图来确定。
如果吸气状态位于两相区(点6)时,则不能直接确定干度χ6;
采用节流方法使之降压(6→1)成过热蒸气(点1);
根据p1和t1的读数确定出点1的状态,再根据h6=h1原理求解压力为p0、比焓为h1的湿蒸气(点6)的干度χ6。
当压缩机出现回液时,也可采取同样方法,以保证压缩机的安全。
lgp-h图的应用举例2:
当从贮液器至膨胀阀之间的高压液体管存在较大压力损失时,制冷剂容易出现沿程闪发。
①高压液体上升立管高度过高(重力损失)
②管道过细及局部阻力部件过多
③沿程吸热量过大
重力损失的计算方法:△ρ=ρgZPa
注意:高压液体管有上升立管与下降立管,二者有何区别?
2.各种实用制冷装置制冷循环的lgp-h图
注:以采用开启式压缩机的一些实用制冷装置为例,介绍如何利用lgp-h图分析制冷循环。
(1)回热循环
可提高压缩机回气过热度,防止液击、以利于提高带油速度;
高压液体得到再冷,可防止制冷剂沿程闪发;
对于某些制冷剂而言,回热是减小节流损失的重要措施。
(2)带蒸发压力调节阀的制冷循环
应用场合:
利用一套制冷装置对不同库温要求的冷间进行降温;
此时,库温较高的冷间要求蒸发温度(或蒸发压力)高,以降低贮藏物的干耗。
(3)热气旁通制冷循环
是小型制冷装置的容量控制方法之一,但性能较差;
可以将压缩机排气经热气旁通阀直接旁通到压缩机吸气管;
如果将热气旁通阀的出口接至蒸发器入口,即可解决这一问题。
(4)采用满液式蒸发器的制冷循环
冷库用重力供液盘管式蒸发器;空调机组的满液式蒸发器。
(5)液泵供液制冷循环
具有可实现远程输送制冷剂、蒸发器安装位置不受限制、强化管内换热、有利于顺利带油等优点。
(6)低温空气源热泵的制冷循环
低温适应性问题:低温环境下空气源热泵存在问题。
排气温度高,系统不能正常工作;制热量急剧降低;能效比降低。
解决方法:
双级压缩:两台压缩机、单机转换;
准双级压缩:
螺杆机:经济器;涡旋机:经济器;辅助喷液、喷气、喷闪发蒸气。
变频调速+制冷剂喷射;双级耦合热泵;复叠式热泵。
1)双级压缩制冷循环
夏季、外温较高→单级运行,外温低→双级运行。
双模式压缩机:
单级压缩;双级压缩:COP增大,制热量降低。
2)准双级压缩制冷循环
液体喷射:
闪发蒸气喷射:
气体喷射(闪蒸器):
气体喷射(中冷器):
3.制冷循环的调控特性
制冷压缩机的吸、排气压力蕴含着系统的扰动与调节信息。
冷凝压力pk、蒸发压力p0与压缩机频率f换热器容量KA的关系
变容量制冷系统工作特性相关结论:
1)频率对制冷系统的影响
频率提高,tk升高,t0降低;lgp-h图变宽
频率降低,tk降低,t0升高;lgp-h图变窄
2)换热器容量(KA)对制冷系统的影响
冷凝器KA减小或蒸发器KA增大时,tk与t0均升高,lgp-h图上移
冷凝器KA增大或蒸发器KA减小时,tk与t0均降低,lgp-h图下移
3)换热器工况对制冷系统的影响
冷却介质或被冷却介质入口温度升高时,tk与t0均升高,lgp-h图上移
冷却介质或被冷却介质入口温度降低时,tk与t0均降低,lgp-h图上移
4.lgp-h图在故障诊断中的应用
通过压力表测量的压缩机吸、排气压力,分析故障可能发生的原因。
制冷循环回路出现故障时的症状:
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