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冷却水循环机的蒸发温度和蒸发压力参数分

  冷却水循环机系统中的蒸发温度是指液体制冷剂在一定压力下沸腾时的饱和温度。由于蒸发温度与蒸发压力呈对应关系,因此在操作中,对蒸发温度与蒸发压力的调整具有同等的意义。

  蒸发温度可以通过气体调节站上回气压力表的读数换算成绝对压力后,查制冷剂的热力性质表得到。例如,氨的蒸发压力为0.43MPa时,蒸发温度为0℃;蒸发压力为0.101MPa时,蒸发温度为-33℃。蒸发温度是制冷系统最重要的工作参数之一,它应根据冷加工工艺的要求确定。蒸发温度一般应比库温低8~10℃;比载冷剂的出口温度低5℃。当某些冷间对相对湿度要求较严格时,蒸发温度可按相对湿度的不同来选用。相对湿度要求在90%时,蒸发温度应比冷间温度低5~6℃;相对湿度要求在80%左右时,蒸发温度应比冷间温度低6~7℃;相对湿度要求在。75%时,蒸发温度应比冷间温度低7~9℃。决定蒸发温度和蒸发压力的主要因素是制冷剂的蒸发量与压缩机吸气量之间的关系。如果蒸发量等于压缩机的吸气量,则蒸发压力与蒸发温度稳定不变。反之,则会引起蒸发压力与蒸发温度的升高和降低。在操作中,改变蒸发量与吸气量之间的关系是调节蒸发温度和蒸发压力的基本方法。

  影响蒸发量和吸气量的因素主要与库房的热负荷、蒸发器的传热面积和压缩机的容量有关。控制和调整上述几个因素,就可以控制和调整制冷系统的蒸发温度和蒸发压力。

一、热负荷的变化
  已建成的制冷系统,其蒸发器和压缩机的制冷能力是相对固定的。但库房的货物由于常有出入,其负荷时有变化。此外,库房围护结构的传热量也是随着外界气温的升降而变化的,所以库房热负荷是一个变量。

  在其他条件不变的情况下,热负荷增大,制冷剂的蒸发量增大,由于蒸发量大于压缩机的吸气量,因而蒸发温度和蒸发压力升高。相反,如果蒸发量小于压缩机的吸气量,蒸发温度和蒸发压力就会逐渐下降。

二、蒸发器的传热面积发生变化
  当库房热负荷及压缩机容量不变时,如果库房蒸发器传热面积减小,则蒸发温度和蒸发压力降低;如果传热面积增大,则蒸发温度和蒸发压力升高。在实际操作中,压缩机的容量和蒸发器的传热面积都是固定不变的。但是蒸发温度和蒸发压力的变化可以通过节流阀的开启度来调节。如果开启度小,供液量不足,蒸发器内制冷剂的蒸发量小于压缩机的吸气量,蒸发温度和蒸发压力就下降,这时蒸发器的部分传热面积便成为气体的换热器,从而使气体过热,压缩机的吸气和排气温度便都升高。相反,如果节流阀开启度过大,蒸发器内充满制冷剂液体,蒸发器内的制冷剂蒸发量大于压缩机的吸气量,蒸发温度和蒸发压力便相应升高,这样,压缩机可能形成湿行程。

三、压缩机容量的变化
  压缩机的容量可以通过改变压缩机的工作台数或工作的气缸数来调整。压缩机的容量应与库房的热负荷相适应。如果库房的热负荷不变,而压缩机的容量增大时,就会使系统蒸发温度和蒸发压力降低,或使压缩机产生湿行程。反之,如果压缩机容量减小,由于压缩机未能及时吸回蒸发器内形成的制冷剂蒸气,又会使蒸发温度和蒸发压力升高,库房降温困难。

  在制冷工艺设计中,蒸发温度是根据制冷工艺的要求,通过技术经济分析后综合考虑的。在实际运行中的蒸发温度是变化的,蒸发温度偏离设计要求过高或过低都是不利的。若蒸发温度过高,不能满足工艺要求,被冷却对象达不到要求的低温,或降温速度达不到要求。若蒸发温度过低,会使压缩机的能量指标与运转经济性变坏。蒸发温度降低,运行经济性差的主要原因是:蒸发压力降低时,气体的比体积增大,单位容积制冷量减少,压缩机吸入的制冷剂蒸气的功耗增加。例如,一台8AS—12.5制冷压缩机,在冷凝温度为30℃、蒸发温度为-15℃的工况下运行,当蒸发温度降为-30℃时,对制冷压缩机运行参数的影响见下表。根据下表的参数变化计算可得,蒸发温度降低后制冷剂的质量循环量减少了62.38%,吸气比体积增大89.39%,单位容积制冷量降低了48.3%,单位压缩功增加51.4%,制冷压缩机的制冷量减少了64.4%,制冷系数从4.79降至3.11。由此可见,蒸发温度过低对制冷系统的经济性影响较大。随着蒸发温度的降低,制冷压缩机的制冷量减少,能耗增大。因此,在系统操作调整中应力求使蒸发温度稳定在设计的温度上,避免蒸发温度过低。

造成蒸发温度过低的原因归纳起来有以下几点:
  1、制冷压缩机的制冷量大于蒸发器在同一时间内的换热量。
  2、热负荷减少。
  3、蒸发器表面霜层增厚,蒸发器内油污增加,使蒸发器制冷能力降低。
  4、系统内制冷剂不足,使蒸发器有效传热面积减少。
  5、节流阀开启度过小,蒸发器供液量不足。
  6、重力供液系统中,氨液分离器中液位降低,蒸发器供液量减少。

  在小型冷水机的操作调整中,应针对蒸发温度过低的具体原因采取必要的措施,如及时地除霜,对蒸发器进行放油清理,适当增大供液量,减少制冷压缩机运转的台数或缸数等,使蒸发温度保持正常。同时,根据上面的分析可知,蒸发温度升高对节能是有利的。因此,在满足制冷工艺要求的前提下,适当地提高蒸发温度是合理的,并有利于降低运行费用。