制冷操作关键控制点及影响因素

制冷装置在操作运行中重要的控制点有:蒸发温度和压力、冷凝温度和压力、压缩机的进出口温度、过冷温度及冷却温度。

( 一) 蒸发温度

制冷过程的蒸发温度是指制冷剂在蒸发器中的沸腾温度。实际使用中的制冷系统由于用途各异，蒸发温度就各不相同，但制冷剂的蒸发温度必须低于被冷物料要求达到的最低温度，使蒸发器中制冷剂与被冷物料之间有一定的温度差，以保证传热所需的推动力。这样制冷剂在蒸发时，才能从冷物料中吸收热量，实现低温传热过程。

若蒸发温度T1 高时，则蒸发器中传热温差小，要保证一定的吸热量，必须加大蒸发器的传热面积，增加了设备费用;但功率消耗下降，制冷系数提高，日常操作费用减少。相反，蒸发温度低时，蒸发器的传热温差增大，传热面积减小，设备费用减少; 但功率消耗增加，制冷系数下降，日常操作费用增大。所以，必须结合生产实际，进行经济核算，选择适宜的蒸发温度。蒸发器内温度的高低可通过节流阀开度的大小来调节，一般生产上取蒸发温度比被冷物料所要求的温度低4 ～8K。

( 二) 冷凝温度

制冷过程的冷凝温度是指制冷剂蒸气在冷凝器中的凝结温度。影响冷凝温度的因素有冷却水温度、冷却水流量、冷凝器传热面积大小及清洁度。冷凝温度主要受冷却水温度的限制，由于使用的地区不一和季节的不同，其冷凝温度也不同，但它必须高于冷却水的温度，使冷凝器中的制冷剂与冷却水之间有一定的温度差，以保证热量传递。即使气态制冷剂冷凝成液态，实现高温放热过程。通常取制冷剂的冷凝温度比冷却水高8 ～10K。

( 三) 操作温度与压缩比的关系

压缩比是压缩机出口压强p2 与入口压强p1的比值。压缩比与操作温度的关系如图4 -14 所示。当冷凝温度一定时，随着蒸发温度的降低，压缩比明显加大，功率消耗先增大后下降，制冷系数总是变小，操作费用增加。当蒸发温度一定时，随着冷凝温度的升高，压缩比也明显加大，消耗功率增大，制冷系数变小，对生产也不利。因此，应该严格控制制冷剂的操作温度，蒸发温度不能太低，冷凝温度也不能太高，压缩比不至于过大，工业上单级压缩循环压缩比不超过6 ～8。这样就可以提高制冷系统的经济性，发挥较大的效益。

( 四) 制冷剂的过冷(www.xing528.com)

制冷剂的过冷就是在进入节流阀之前将液态制冷剂温度降低，使其低于冷凝压力下所对应的饱和温度，成为该压力下的过冷液体。由图4 -14 可以看出，若蒸发温度一定时，降低冷凝温度，可使压缩比有所下降，功率消耗减小，制冷系数增大，可获得较好的制冷效果。通常取制冷剂的过冷温度比冷凝温度低5K 或比冷却水进口温度高3 ～5K。工业上常采用下列措施实现制冷剂的过冷:

(1) 在冷凝器中过冷。使用的冷凝器面积适当大于冷凝所需的面积，当冷却水温度低于冷凝温度时，制冷剂就可得到一定程度的过冷。

图4-14　氯冷凝温度、蒸发温度与压缩比

(2) 用过冷器过冷。在冷凝器或储液器后串联一个采用低温水或深井水作冷却介质的过冷器，使制冷剂过冷。此法常用于大型制冷系统之中。

(3) 用直接蒸发的过冷器过冷。当需要较大的过冷温度时，可以在供液管通道上装一个直接蒸发的液体过冷器，但这要消耗一定的冷量。

(4) 回热器中过冷。在回气管上装一个回热器( 气液热交换器) ，用来自蒸发器的低温蒸气冷却节流前的液体制冷剂。

(5) 在中间冷却器中过冷。在采用双级蒸气压缩制冷循环系统中，可采用中间冷却器内液态制冷剂汽化时放出的冷量来使进入蒸发器液态制冷剂间接冷却，实现过冷。