冷凝器去过热
冷凝器去过热
1、去过热的可能方法
过热度的定义：
气体的实际温度与气体压力对应的饱和温度的差值，即 Δ t dp = t dp –t p (P) 。
在制冷机中的压缩机排气气流的过热度叫排气过热度，蒸发器出口气流可能具有的过热度叫吸气过热度。吸气过热度不在讨论之列，本报告的去过热是指消去排气气流中显热热量（过热度）。
排气过热度与制冷剂品种 ( 绝热指数 k) 、压缩机效率（η）、压缩比（ P d /P s ）相关，排气过热度的计算公式是 Δ t dp =t s ((P d /P s ) ^(( η k-1)/ η k) -1) 。 表 1 列出 EWRS0200 几种工况下的排气温度和排气过热度。
对于直接接受某规格压缩机排气气流的冷凝器而言，气体中的过热显热热量（排气过热度）是被动接受的、数量固定的、有害的、需要消除的。
专利 ZL 2013 2 0469330.6 列出了去过热的可能方法，摘录列于表 12 。
上表 提到，去过热也可以使用液体泵。
2、升压法兼去过热的评估
表 13 列出了使用液体泵作为升压法获得过冷度，且兼用于传质传热法去过热的流量变化和泵功变化。表 13 的评估假设泵效率 0.6 、机械效率 0.9.
表 13 可以看出：
A． 升压法兼去过热的液体流量增幅并不大（ 8.13~23% ）。需要指出，这个增幅是暗指用升压法兼去过热时将冷凝器内的过热区的换热管数去掉的情形（冷凝器成本下降）。如果将这部分过热管作为冷凝管增量而保留呢？
B． 升压法兼去过热的泵功增幅同样也不大，与压缩机功的占比稳定在约 0.74% 。
液泵增效评估
图 5 示出了液泵增效的原理图。从液体泵出口引一小股液体制冷剂进入压缩机排气管就可以实现去过热。为了实现充分的混和传质，在排气管上设置了一个混和器。为了防止排气可能的倒流，在混合器前设置了一个单向阀。
尽管本报告的名词“液泵增效”代表了过冷兼去过热，实际上液泵增效还可以附带实现其他功能，比如给液体冷却电机供液，如图 5 所示。
利用液泵增效提供电机冷却，可以有效拓宽制冷机对全年制冷气候的适应性。
将图 5 改造一下，在冷凝器和液体泵之间增加一个储液器，并在泵后液体分成例如三路送往不同的 EXV ，得到了图 6 。
这种做法在冷冻子行业应用已久，经常使用带氨泵的压缩冷凝机组，实现多路远距离输送或多个蒸发温度的蒸发（简称多效蒸发）。
液泵增效的实施建议
增效明显有三个方向：
（1）降低冷凝器的成本，即通过液泵升压过冷且兼去过热，取消冷凝器内的过热和过冷换热管数从而降低成本，这点对制造商有利。
（2）只取消（或减少）过冷管数但保留原有的过热管数，让过热管数转变成冷凝管（过热管使用的管型一般就是冷凝管），这个方向对制造商和制冷机的使用者均有利。
（3）保持现有的过冷管和过热管均不变，只从液体管上分一路液体增压，单纯用于去过热。
对于液泵增效，考虑到便于实现、提高效率、便于模块化配置，目前，我建议采用第三个方向。
思考如下：
A． 从表 1 可以看到，单冷工况下的过热热量只占冷凝器总热量的 7.8% ，排气过热度只有 12.8 ℃ 。这点显示出液泵增效对单冷工况的增效效果将会不太显著，表示单冷机可能并不是特别需要使用液泵增效。
B． 在单冷机不使用液泵增效或使用离心泵的情况下，使冷凝器出口液体具有一定的降温法过冷度（比如 2 ℃ ）是必需的。
C． 制冷机在部分负荷运行或变工况运行时，过热热量的占比是变动的，使得从过热冷凝混合布管的冷凝器去掉过热管数的具体值很难取舍。
D． 液泵升压法获得过冷度的方法先天具有冷量下降（尽管下降幅度很小）、耗功增大（尽管增幅很小）、蒸发器入口干度增大的缺点。如果保留过热管束，就可以利用外部分离去过热从而使原来的过热管转化成纯冷凝管，从而降低冷凝压力，从而弥补升压法的缺点。
E． 如同冷却塔无法使冷却水真正达到湿球温度，外部分离去过热由于混合器的结构和混合时间的原因，也无法使进入冷凝器的气体真正达到饱和状态。
已经无需定量分析，方向三在增加少量成本及少量消耗泵功（见表 14 ）的情况下，将使制冷量增大、机组 COP 也增大，总体来说，将会利大于弊。
无功增效初探
制冷机的节流过程是一个从冷凝压力 P d 降到蒸发压力 P s 的膨胀过程，膨胀过程是可以释放机械功的。而用泵对液体升压却是一个消耗机械功的过程。升压法获得过冷度的最经济办法是将升压泵与节流膨胀装置结合起来，从而在节流的同时升压获得过冷度。但目前没有现成的供应商提供膨胀和升压为一体的泵机。
参考文献：
n水冷螺杆机选型计算模型 编制：胡易木
n专利ZL 2013 2 0469330.6 一种去过热装置 发明人：胡易木、刘斌。
n国际专利WO 00/46557 REFRIGERATION SYSTEM WITH LIQUID INJECTION DESUPERHEATING 发明人：GAUL, Christopher, J.
n美国专利 094205 Refrigeration system with liquid refrigerant injection to the condenser发明人：Cho, Young I. Bai, Cheol ho。
