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《螺杆式制冷剂压缩机》标准中冷凝温度的探讨.doc

《螺杆式制冷剂压缩机》标准中冷凝温度的探讨

蒋山奇
2017-12-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《《螺杆式制冷剂压缩机》标准中冷凝温度的探讨doc》,可适用于战略管理领域

《螺杆式制冷剂压缩机》标准中冷凝温度的探讨《螺杆式制冷剂压缩机》标准中冷凝温度的探讨第卷第期年月制冷与空调REFRIGERATIONANDAIRCONDITIONING《螺杆式制冷剂压缩机》标准中冷凝日皿度的探讨周海峰刘艳丽(大连冰山集团)摘要结合其他相关标准和实际应用情况,经过分析,GBT(螺杆式制冷剂压缩机》标准中以"排气露点温度"作为"相应冷凝温度"提出笔者自己的观点,并给出修改建议关键词螺杆式制冷剂压缩机冷凝温度露点泡点DiscussionofthecondensingtemperatureinthestandardofsCREwREFRIGERANTCoMPRESSoRSZhouHaifengLiuYanli(DalianBingshanGroup)ABSTRACTAccordingtootherrelatedstandardsandactualconditions,pointsoutthatusingdewpointasthecondensingtemperatureinthestandardofGBTSCREWREFRIGERANTCOMPRESSORSisnotappropriateandthenofferstheproposalonitsrevisionKEYWORDSscrewreffigeraantcompressorcondensingtemperaturedewpointbubblepointGBT《螺杆式制冷剂压缩机》(以下简称《标准》)国家标准于年月日发布,并于年月日实施为适应新型环保制冷剂的特点,该标准引入了"露点"的概念在该标准第条中,明确规定了螺杆式制冷剂压缩机名义工况的温度条件,要求以"排气露点温度"作为"相应冷凝温度"【参考和对照GB'i"《容积式制冷压缩机性能试验方法》及GBT((蒸气压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组》两标准J,笔者认为螺杆式制冷剂压缩机名义工况将"排气露点温度"作为"相应冷凝温度"的规定,对单组分或共沸制冷剂而言毫无疑问,但对非共沸制冷剂就值得商榷笔者在理论实践上对其进行深入的分析和探讨,并给出了自己的观点非共沸制冷剂及其制冷循环过程为适应淘汰HCFCs形势,国内,外制冷界普遍收稿日期:通讯作者周海峰,Email:zhouhaifengbingshantom认为ODP为零的某些HFCs单一或混合制冷工质以及NH和c,等天然制冷剂有望替代R其中,HFCs混合制冷剂由两种或两种以上HFCs物质按一定质量分数混合而成当其发生相变时,如各组分在液相和气相中的浓度不变,就像单相一样,则称该混合制冷剂为共沸制冷剂,如R和R反之,为非共沸制冷剂,如RA,RC和RA等单一组分或共沸制冷剂在冷凝器或蒸发器中发生相变时不存在"温度滑移",即在冷凝或蒸发压力下,其露点(给定压力对应的饱和蒸汽温度,dewpoint)和泡点(给定压力对应的饱和液体温度,bubblepoint)总是相同,而非共沸制冷剂相变时却存在或大或小的"温度滑移",即在同一压力下,其露点和泡点有所差异因此,一定压力下,非共沸制冷剂的相变过程是变温过程这一点可从图所示的非共沸制冷剂于螺杆式制冷系统中制冷循环过制冷与空调第卷程()看得一清二楚为来自蒸发器处于过热状态的非共沸制冷剂蒸汽(P,T)进入螺杆压缩机至压缩终了的压缩过程为压缩机排气(P,T)进入冷凝器由过热蒸汽冷却至饱和蒸汽(Pd,Td)的降温过程为饱和制冷剂蒸汽变成饱和液体(Pd,Tb)的冷凝过程为冷凝器中制冷剂液体(Pd,T)的过冷过程为过冷制冷剂液体经膨胀阀的膨胀节流过程为膨胀阀后制冷剂气液混合物(P,T)进入蒸发器后吸热变为饱和蒸汽(P,To)的蒸发过程为饱和制冷剂蒸汽于蒸发器和吸气管路发生的过热过程可见:在排气压力Pd下,露点Td和泡点Tb所在的两条等温线有间距,Td大于Tb,其差值(TdT)即为温度滑移非共沸制冷剂在冷凝器的变化过程中,当排气压力为P时,压缩机排气因被冷却到而成为饱和蒸汽,冷凝过程处于起步阶段,只有当饱和蒸汽继续放热降温至Tb时,制冷剂蒸汽才完全,彻底地冷凝为饱和液体,完成真正意义的冷凝过程T是冷凝过程终结与否的判断依据P图l非共沸制冷剂制冷循环过程讨论与分析《标准》规定的排气压力《标准》规定,制冷压缩机名义工况下的排气露点温度为冷凝温度,将该温度对应的饱和蒸汽压力作为压缩机的排气压力以温度滑移较大的RC(RRRa,wt)非共沸制冷剂压缩机为例,在高温(低冷凝压力)名义工况下,RC压缩机的冷凝温度(露点)为,相应的饱和蒸汽压力为MPa,而此压力对应的泡点Tb为【,与Tb的差值为于是,在考核制冷剂压缩机名义工况性能时,根据GBT《容积式制冷压缩机性能试验方法》,就应按上述《标准》对名义工况排气压力的规定方法,调节压缩机排气压力,吸气压力和吸气温度也按相关规定分别给予调节,进而测试压缩机的制冷量和电机消耗功率制冷机组实际运行中压缩机的排气压力在制冷系统实际运行过程中,压缩机的排气压力主要取决于背压冷凝器的冷凝压力,而冷凝压力又由环境温度和冷凝器情况所确定一般地,环境温度基本上能够决定冷凝器冷却介质的进口温度,再结合冷凝器的热负荷和冷却介质等因素,冷却介质的出口温度就确定了当冷凝器选定后,其换热面积固定,换热系数也变化不大,于是,对数平均温差也就确定了,进而也就决定了冷凝器制冷剂进出口温度对于非共沸制冷剂来说,其冷凝温度相应也就确定了,如不考虑冷凝器内部阻力损失,冷凝压力随之确定那么,冷凝压力到底与冷凝过程中的哪一温度相对应呢前已述及,在一定压力下,冷凝过程最终是使制冷剂蒸汽凝结为饱和液体或过冷液体,这就要求制冷剂温度必须至少降低到泡点温度,制冷剂方能完全冷凝如制冷剂温度只达到该压力下的露点或露点与泡点中间的某一温度,那么制冷剂虽然开始冷凝,但是只有一部分组分冷凝,泡点较高的组分根本没有冷凝或者没有完全冷凝,所得到的冷凝液体的组分比例已经改变,也就是说参与循环的制冷剂已经改变因此,冷凝器及环境本质上决定的是泡点,泡点对应的制冷剂饱和液体压力才是冷凝器的冷凝压力,此压力作为压缩机背压最终决定压缩机的排气压力可见,《标准》以露点温度对应的饱和制冷剂蒸汽压力为排气压力的规定与机组实际运行情况有所出入,两者不相符合以露点温度为冷凝温度所带来的问题和影响通常,在考察一台螺杆式水冷机组性能时,按GBr((蒸气压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组》规定的名义工况,冷却水进口温度,出口温度,这两个温度结合冷凝器的实际情况就决定了冷凝器中制冷剂的泡点,即制冷剂完全冷凝时的温度考虑到传热温差,节能因素和设计习惯,一般取冷凝温度为如以RC为例,根据实际情况,以泡点作为冷凝温度,与此温度对应的饱和液第期周海峰等:《螺杆式制冷剂压缩机》标准中冷凝温度的探讨体压力为MPa,不考虑压力损失时,这个压力就应是机组中压缩机的排气压力,该压力对应的露点为但若将作为露点温度,则其对应的饱和蒸汽压力为MPa,此压力下的泡点温度,换句话说,在MPa冷凝压力情况下,冷凝器内制冷剂温度至少要降低到才能使RC完全冷凝为液体状态由此可见,对于非共沸制冷剂制冷系统,在配备冷凝器时,如果要使机组达到压缩机按《标准》测得的名义性能参数,就必须保证压缩机排气压力为规定的露点温度所对应的饱和蒸汽压力,但为了达到该排气压力,又必须使制冷剂温度降到与其相对应的泡点温度这就需要对冷凝器设计提出特殊的要求,比如采用逆流换热,加大冷凝器面积等而这与实际情况有很大出入,并可能带来如下诸多问题:螺杆式制冷剂压缩机主要适合于大,中型冷量范围,冷凝器大都采用交叉流,混合流形式因此,很难达到《标准》规定的冷凝温度如为了达到《标准》规定的要求,设计中就需采用逆流换热,加大冷凝器面积等手段但这样一来,冷凝器的体积和成本将会增加很多,影响机组的性价比容易产生歧议根据《标准》,压缩机测试性能很好,但按通常方式配上冷凝器后,性能下降,与压缩机测试值相比,RC机组制冷量和COP分别减少,和,【J不利于客观和科学评价制冷剂的性能在考核不同制冷剂性能时,对于非共沸制冷剂,以露点为冷凝温度和以泡点为冷凝温度的计算和测量结果是不同的,并且不同制冷剂相差的比例也不同而单一制冷剂却不存在这种差别在比较某两种制冷剂时,如按《标准》规定,以露点为冷凝温度来确定排气压力,可能会认为这两种制冷剂压缩机的制冷量和COP相近或相同,但是两种制冷剂在实际系统中运行时,其排气压力是由冷凝器中制冷剂的泡点温度决定的,这样,实际运行时两制冷剂的制冷量和COP却可能有很大差别上述问题是由于按《标准》以露点为冷凝温度而引起,如果直接用泡点作为冷凝温度,则实际系统运行与测试要求相一致,就不会有这些问题了结论通过以上分析发现,按照《标准》,压缩机在性能试验中的排气压力是按照露点控制的,而实际运行的排气压力是由泡点决定的如果以露点作为冷凝温度,给压缩机配冷凝器后,很多情况下不能保证压缩机的排气压力,机组也达不到预期的性能,在实际工作中,也容易给设计者和使用者带来混乱为了更科学,更接近实际地评价制冷剂和螺杆式制冷剂压缩机的性能,采用"排气泡点温度"而不是"排气露点温度"作为"相应冷凝温度"比较合适参考文献GBT螺杆式制冷剂压缩机GBT容积式制冷压缩机性能试验方法GBT蒸气压缩循环冷水(热泵)机组工商业用和类似用途的冷水(热泵)机组Danfoss提供的制冷剂热力性质参数软件周海蜂,迟经纬采用管壳式冷凝器的RC制冷机组性能的分析低温与特气,,():申广玉露点法和中点法确定RC压缩机性能测试工况点之比较制冷与空调,,():

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