采用吸气一液体热交换器的制冷系统性能

耿惠彬

文章摘要:在许多制冷系统中都采用热交换设备，使蒸发器出口的冷的气体制冷剂和冷凝器出口的高温液体制冷剂之间进行热交换。但是采用这种吸气一液体热交换器在某些情况下可改善系统的性能，而在另一些情况下，则使系统性能恶化。以前已经有研究人员研究过吸气一液体热交换器，但本研究与这些研究有三点区别。首先是本文提出了一个新的无因次组，以表明吸气一液体热交换器对性能的影响。其次是本文延伸以前的研究，将新的制冷剂包括在内。第三，分析了吸气一液体热交换器的压力降对发性能的影响。可以表明，借助于简单的分析技术可能导致在吸气一液体热交换器对性能的影响方面作出错误的结论。从详细分析可以得出结论：吸气一液体热交换器在低压侧具有较小的压力降时对R507A、R134a、R12、R404A、R407C、R600和R410A系统有良好的作用。吸气一液体热交换器对R22、R32和R717系统是有害的。
文章主题:制冷系统 吸气一液体热交换器 性能

文章内容：采用吸气一液体热交换器的制冷系统性能摘要在许多々冷系统中都采热交换设备.使蒸发器出口的岭的气体制呤荆和冷凝器出口的南温液体制冷剂之间进行热交换.但是采用这种吸气一液体热交换器在某些情况下可改善系统的性能,而在另一些情况下.则使系统性能恶化.以前已经有研究人员研究过吸气一液体热交换器.但本研究与这些研究有三点区别.首先是本文提出一个新的无目次组.以表明吸气一液体热交换器对性能的影响.其次是皋文延伸以前的巩究.将新的制冷荆包括在内.第三.分析吸气一液体热交换器的压力降对性能的影响.可以表明.借助千简单的旁新技术可能导致在吸气一液体热交换器对性能的影响方面作出错误的结论.从详细分析可以得出结论:吸气一液体热交换器在低压侧具有较小的压力降时对07,134,12,404,290,407,600和410系统有良好的作用.吸气一液体热交接嚣对22,.32和717采统是有害的.1序言吸气一藏体热交换器装在制冷系统中.其一般用意是确保系统正常运转和提高系统性能.娜【】曾指出,吸气一液体热交换器有下列效用:1.改善系统性能2.使液体制冷荆过冷,防止膨胀装置进口形成闻发气体3.使吸气管黯中残余的液体制冷剂完全蒸发.防止其进凡硪精机.图1示出采用吸气一液体热交换器的简单直接膨胀蒸气压端制冷系统.孝滚图中.从放热设备(此处为一蒸发式冷凝器)排出的高温液体被过冷.然后流经热力膨胀阔之类的摩胀装置节漉至蒸发器压力.对液体作过冷的热沉是蒸发器出口的低温制冷剂的蒸气.这样,吸气一液体热交换设备是一种问接的蒸气一液体热交换设备.热交换器的蒸气倒(蒸发器出口至压缩机吸气之闻)往往作成储液器(气液分离器),从而进一步排除将液本制冷荆带入压缩机吸气口的风险.在蒸发器可能有液体被带出时.液体被热交换器的储液器部分所阻住,并在高压侧进行过冷的过程中,吸取热量,而将带液蒸发.2,背景和[曾致力于研究吸气一液体热交换器对采用制冷荆混台物的单温蒸发器和双温蒸发器系统.其分析表明.非共沸混合制冷剂系统采用吸气一液体热交换器所得到的性能改善.要比采用单一制冷剂和共沸混台制冷荆的系统更为明显.口应用相关状态原理评估新日冷荆的预期效果.他表明.采用吸气一镀体热交换器的系坑的性能随理想气体比热(相对于制冷荆分子量而言)的增加而改善.'和;∞评估了22的9种替代制冷荆的性能,包括了吸气一液体热交换器的影响.'辱随后扩大了分析,用理论分析法评估了采用29种不同翻冷剂的蒸气压缩制冷系统中所装的吸气一液体热交抉器的影响.等【''评估了空调器和热泵所用的22的替代用混合制冷剂.其分析指出.在系统采用吸气一液体热变换器和逆巍式热交换器(蒸发器和冷凝器)时.采用替代制冷剂可使性能改善6—7%.等"对采用52的43家用冰箱所装的吸气一液体热交换器进行了试验评估.作者将新系统的性能同传统的2系统进行了比较.等还将咖^的毛细臂性能预测法(包括吸气一液体热交换器)同试验数据作了比较预测的毛细管质量流量在预测值相差不到10%,而过冷值与实测值相差不足1.7℃(3下).本文分析了暖气一液体热交换器,量化了对系统能力和性毖的影响(用系统的性能系散值表示).在采用一系列替代制玲剂的情况下,示出和量化了在一定工况范围内(蒜发和冷凝条件)吸气一液体热交换器尺寸的影响.本研究所涉及的制冷剂有:507,404,600,290,134,407,410,2,22,32和717.本文扩展了以前所发表的结果,考虑了新的制冷剂,特别考虑了压力降的影响.并提出了评估任何制冷荆的吸气一液体热交换器影响的通用关系式.】辩门热交换嚣固带有吸气一液体热交换的典型蒸气压缩式制冷系皖3.热交换嚣效率在静态条件下利用吸气一液体热交换器将高温液体的热能传给低温蒜气.取决于传热面的尺寸和形状.吸气一液体热交换器的性能可用其效率表示,这是分析中的一个参数.吸气一液体热交换器的效率可用式(1)定义:==㈩1】一11阵进—懂式中温度()的下标同图1中的位置相应.该效率是实际传热率同最大可能传热率之比.它同热交换器的面积有关.面秘等于零表示系统无吸气一藏体热交换器,而面积等于无限的系统.相当于效率等于.吸气一液体热交换器通过影响系统的高压侧和低压侧而施加作用于制冷系统的性能.图2以压焓图表示了采用理想吸气一液体热交换器的蒸气压缩循环的关键状态点.冷凝器出口(状态3)的制冷剂焙下降(通过将能量传给蒸发器出口(状态1)的制冷剂蒸气)然后再进入彩胀装摄(状态4).蒸发器出口的制冷剂蒸气在得到能量后再进入压缩机(状态2).图上未表示压力损失.高压侧所发生的凝水冷却用于增大制冷能力.井减少其进入膨胀装置之前所可能发生的液体制冷剂的闪发.在低压侧.吸气一液体热交换器降低了制冷剂的压力和提高了进入压缩机的蒸气温度.这两者都增大了制冷剂的比容.因而蠢小了制冷剂的质量流量和能力吸气一藏体热交换器的主要优44点在于减小了蒸发器的带液,从而避免损坏压缩机.造成带液的原因很多,诸如蒸发器负荷波动和膨胀装置保养不好(特别是氪装置的热力膨胀阀容易出问题).4.在忽略质量流量掺正索件下热交换器对能力的影畸在不用吸气一液体热交换器时,循环制冷剂单位质量瘴量的制冷量是图2状态1和3之间的焙差.在安装热交换器时.单位质量蔷【量的制冷量增大至状态1和4之同的焙羲.若无其它影响.添加吸气一液体热交换器总是能导致增大系统的制冷能力.制冷能力增加的幅度是特定的制冷剂,热变换器效率和系统工况的函数.吸气一液体热交换器的影响可以用式(2)的相对艟力变化指数()来量化::型迨堡查三蚕鑫塑墼墼1006式中制冷能力是装有吸气一液体热交换器的制冷能力;无热交换器制冷能力是未装吸气一液体热交换器,但在相同冷凝和蒸发温度下工作的系统的制冷能力.利用市售的解方程程序和6数据库的提供的制冷剂物性致据进行了制冷循环性能计算.计算中所取的假设是:蒸发器出口的制冷剂是蒸发器压力下的饱和蒸气(图1状态1);而冷凝器出口的制冷荆是冷凝压力下的饱和液体(图1状态3).曾研究了蒸发器出口的过热和冷凝器出口的过玲的影响.