制冷循環(huán)方案的熱力學(xué)分析

1、制冷循環(huán)方案的熱力學(xué)分析一機(jī)多溫實(shí)例一機(jī)多溫實(shí)例一、每一種蒸發(fā)溫度都單獨(dú)配置一臺或一、每一種蒸發(fā)溫度都單獨(dú)配置一臺或一組單級壓縮機(jī)的制冷循環(huán)方案一組單級壓縮機(jī)的制冷循環(huán)方案三種蒸發(fā)溫度和各回路單獨(dú)配置的壓縮機(jī)如圖假設(shè)有兩種冷凝溫度和過冷溫度：8AS-12.5各回路中的產(chǎn)冷量Qc、電機(jī)功率N、單位功率產(chǎn)冷量QcN，壓力比PlPz，壓力差PlPz的計(jì)算8AS125型壓縮機(jī)在型壓縮機(jī)在15制冷循環(huán)回路中制冷循環(huán)回路中的產(chǎn)冷量的產(chǎn)冷量Qc、電機(jī)功率、電機(jī)功率N、單位功率產(chǎn)冷量、單位功率產(chǎn)冷量QcN，壓力比，壓力比PlPz，壓力差，壓力差PlPz的計(jì)算的計(jì)算當(dāng)冷凝溫度tl135，過冷溫度tg130時(shí)：根

2、據(jù)給定工況，畫出制冷循環(huán)壓焓圖，并查出各點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)如下： Pl13.5bar Pz2.36bar h11664.08kJ/kg h21921.74kJ/kg h3h4=560.53kJ/kg v10.5088m3/kg t21128AS125型壓縮機(jī)理論排汽量Vp:可從制冷設(shè)備手冊直接查取，也可通過計(jì)算而得： Vp566m3/h求取壓縮機(jī)的輸汽系統(tǒng)：可查表，也可用計(jì)算法：0.6629通過壓縮機(jī)的氨循環(huán)量G：1566 0.6629737.42/0.5088PGkg hvV壓縮機(jī)的產(chǎn)冷量Qc：12()737.42(1664.08560.53)36003600226.05CG hhQkW計(jì)算壓縮機(jī)的

3、軸功率Pz：式中，Ps指示功率Pm摩擦功率指示效率：ZsmPPP273( 15)0.001 ( 15)0.82227335zszlTbtT 21()737.42 (1921.74 1664.08)64.236003600 0.822ssG hhPkW60 5669.4236003600mpmFVPkW64.29.4273.62ZsmPPPkW所配電動機(jī)功率N單位功率產(chǎn)冷量QcP：壓力比PlPz：壓力差PlPz：當(dāng)冷凝溫度tl240，過冷溫度tg235時(shí)：計(jì)算方法同前。1.11.1 73.6283zNPkW226.052.72/83cQkW kWP13.55.72.36lzPP13.52.361

4、1.14lzPPbar8S125A型壓縮機(jī)在28制冷循環(huán)回路中的產(chǎn)冷量Qc、電機(jī)功率N、單位功率產(chǎn)冷量QcN，壓力比PlPz，壓力差PlPz的計(jì)算計(jì)算方法同前。8S125A型壓縮機(jī)在33制冷循環(huán)回路中的產(chǎn)冷量Qc、電機(jī)功率N、單位功率產(chǎn)冷量QcN，壓力比PlPz，壓力差PlPz的計(jì)算計(jì)算方法同前。分析比較：將計(jì)算結(jié)果列于下表：226.05由上表各項(xiàng)指標(biāo)比較可知：同一臺8AS12.5壓縮機(jī)，在15制冷循環(huán)回路中（即蒸發(fā)溫度不變），冷凝溫度從35上升到40，每KW電機(jī)功率每小時(shí)的產(chǎn)冷量降低12；在28制冷循環(huán)回路中，冷凝溫度從35上升到40，每KW電機(jī)功率每小時(shí)的產(chǎn)冷量降低94。亦即對單級壓縮機(jī)，

5、冷凝溫度每升高1，其每KW電機(jī)功率每小時(shí)的產(chǎn)冷量降低2左右。因此，降低冷凝溫度是提高壓縮機(jī)產(chǎn)冷量，降低電力消耗的重要措施。同一臺8AS125壓縮機(jī)，冷凝溫度不變，蒸發(fā)溫度從15下降到28，每KW電機(jī)功率每小時(shí)產(chǎn)冷量將降低36左右，亦即蒸發(fā)溫度每降低1，每KW電機(jī)功率每小時(shí)的產(chǎn)冷量降低28左右。tz,電耗，Qc。在28制冷循環(huán)回路中，當(dāng)冷凝溫度為35時(shí)，對比國產(chǎn)制冷壓縮機(jī)的工作允許范圍，采用單級壓縮機(jī)仍能勉強(qiáng)工作，但其產(chǎn)冷量只有15時(shí)的62左右；當(dāng)冷凝溫度提高到40，在28制冷循環(huán)回路中已不能采用單級壓縮循環(huán)。在33制冷循環(huán)回路中，不能采用單級壓縮循環(huán)。二、不同庫房溫度采用同一蒸發(fā)溫度的制冷循環(huán)

6、回路，單級壓縮循環(huán)方案設(shè)庫房溫度tn15，tn218兩種，取蒸發(fā)溫度與庫房溫度之差t10，即蒸發(fā)溫度為28，在系統(tǒng)中配置一臺（組）8AS125壓縮機(jī)，如圖從前例計(jì)算結(jié)果得知：當(dāng)tl35，tg30時(shí)，8AS125在15循環(huán)回路中的產(chǎn)冷量Qc122605KW；在28循環(huán)回路中的產(chǎn)冷量Qc210273KW。由于庫房溫度為5也采用了28的蒸發(fā)溫度，要滿足其產(chǎn)冷量22605KW，必須配置的臺數(shù)為：2 . 273.10205.226也就是說，對5庫溫的制冷循環(huán)回路也采用28的蒸發(fā)溫度，雖然可以節(jié)省蒸發(fā)面積，但需要多配置一臺8AS125壓縮機(jī)才能勉強(qiáng)滿足需要。因此，這種方案是不經(jīng)濟(jì)的，也是不合理的。在實(shí)際工

7、程中，只有庫溫高的制冷循環(huán)回路耗冷量很少，不便單獨(dú)配置一臺壓縮機(jī)時(shí)，才合并到庫溫低的制冷循環(huán)回路中去。三、一臺（組）壓縮機(jī)承擔(dān)兩種蒸發(fā)溫度的單級壓縮機(jī)制冷循環(huán)方案設(shè)有兩種蒸發(fā)溫度，分別為15和28，采用35的冷凝溫度和30的過冷溫度；15制冷循環(huán)回路的機(jī)械負(fù)荷為：226.05KW，28制冷循環(huán)回路的機(jī)械負(fù)荷為102.73KW。裝置圖及循環(huán)壓焓圖如圖蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥確定平衡點(diǎn)“1”的焓值：壓縮機(jī)的總產(chǎn)冷量：壓縮機(jī)的配置：由前述計(jì)算得知，當(dāng)tl1=35,tg1=30,tz=28時(shí)，8AS12.5壓縮機(jī)的產(chǎn)冷量Qc102.73KW。因此應(yīng)配置8AS12.5壓縮機(jī)的臺數(shù)：11121121658.6/h

8、GhGhkJ kgGG1214()()(737.45 340.77)(1658.6 560.53)36003600328.87cGGhhQkW328.873.2102.73n 臺分析比較：如果兩種蒸發(fā)溫度的制冷循環(huán)回路都各自單獨(dú)配置壓縮機(jī)時(shí)，本來只需要兩臺8AS12.5壓縮機(jī)即可滿足需要。而采用了一組壓縮機(jī)帶兩種蒸發(fā)溫度，其結(jié)果必須增配一臺壓縮機(jī)才能接近所需要的產(chǎn)冷量。該配置方案中壓縮機(jī)排出溫度t2151，要比在同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)工況，由壓縮機(jī)單獨(dú)在28制冷循環(huán)回路中工作排汽溫度（t2143）高出許多，亦即壓縮機(jī)的電機(jī)功率消耗勢必增大。該配置方案同樣是不經(jīng)濟(jì)的。四、采用雙級壓縮制冷循環(huán)方案四、采用雙級壓縮制冷循環(huán)方案采用一臺S812.5A型單機(jī)雙級壓機(jī)，裝置圖計(jì)算結(jié)果如下：產(chǎn)冷量Qc112.53KW，電機(jī)功率N59KW，每 K W 電 機(jī) 功 率 制 冷 量 191KWKW，高壓級排汽溫度t285。在相同工況下，采用單級壓縮機(jī)8AS12.5進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由前計(jì)算得：產(chǎn)冷量Qc92.85KW電機(jī)功率N60KW每KW電機(jī)功率產(chǎn)冷量1.55K