一、喷气增焓原理: 1、喷气增焓主要指的就是喷气增焓的压缩机,在压缩机中间多了一个吸气口,从过冷器回来的气态制冷剂进入该吸气口达到压缩机的中间腔,从而降低中间腔的温度。 2、 系统增加主要包含: 喷气增焓压缩机、经济器(闪蒸器) ;其余部件同普通制冷系统。
一、喷气增焓原理:
1、喷气增焓主要指的就是喷气增焓的压缩机,在压缩机中间多了一个吸气口,从过冷器回来的气态制冷剂进入该吸气口达到压缩机的中间腔,从而降低中间腔的温度。
2、 系统增加主要包含: 喷气增焓压缩机、经济器(闪蒸器) ;其余部件同普通制冷系统。
3、 通过产生蒸汽来冷却主循环的制冷剂,蒸汽就是从第二个吸口进入压缩机的( 直接进入压缩机的中间腔 ), 其压缩过程被补气过程分割成两段 , 变为准二级压缩过程。
4、喷气降低排气温度,同时降低其排气过热度,减少 冷凝器 的气相换热区的长度,增加两相换热面积,提高 冷凝器 的换热效率,当蒸发温度和冷凝温度相差越大会产生越好的效果,所以在低温环境下效果更明显。
喷气增焓压缩过程可分 3 步:
1、 压缩机吸入状态 1 的蒸汽,被封闭压缩到状态 a;
2、 腔内状态 a 的原有气体与通过补气口进入压缩机工作腔的气体混合,随后边补气边混合边压缩,直至工作腔与补气口脱离,这时工作腔内的气体状态由补气前的状态 a 变为补气后的状态 b;
3、 工作腔与补气口脱离后,其内的气体从状态 b 被封闭压缩到状态 2。
二、喷气增焓系统原理:
喷气增焓一般具有两种形式:
01、经济器系统;
02、闪蒸器系统;
1、闪蒸器系统:
制冷剂流程:
压缩机排气—四通阀—冷凝器—闪蒸器——节流结构(压缩机喷射口)—蒸发器—压缩机吸气口
闪蒸器系统与压焓图
从冷凝器出来后的高压制冷剂液体分为两路:制冷回路和补气回路。其中,2′-4 为冷凝过程,4-6 为绝热节流过程,6-7 为补气吸热蒸发过程,6-4′为制冷剂蒸气冷凝放热过程,4′-5′为制冷剂蒸气绝热节流过程,5′-1 为制冷剂蒸气蒸发吸热过程,1-8 为压缩机的压缩过程,8-9-7 为制冷蒸气与补气蒸气混和过程,9-2′为压缩过程。
2、经济器系统
制冷剂流程:
压缩机排气—四通阀—冷凝器—(节流结构)经济器——节流结构(压缩机喷射口)—蒸发器—压缩机吸气口
经济器系统原理图与压焓图:
压缩机排气—四通阀—冷凝器—(节流结构)经济器——节流结构(压缩机喷射口)—蒸发器—压缩机吸气口;
三、喷气增焓热力计算案例:
优点分析:
1、提高制冷量
从压焓图上我们可以很简单的看出,喷气增焓的单位制冷量高于普通的制冷循环;增加的制冷量来自于二次节流产生的焓差;
2、低温运行稳定
喷气增焓还有一个好处,就是可以降低排气温度;尤其是在低温运行时,压缩机的压比比较大的时候,排气温度此时就会很高。
如果开启了喷气增焓模式,低温气态的制冷剂直接进入中间腔,降低压缩机内部的温度,从而降低压缩机出口的排气温度,提高制冷系统的运行稳定性。
我们以闪蒸系统为例子展示下:
我们一下面的例子来讲解:
已知:制冷剂R410A,冷凝温度48℃,过冷度6℃;蒸发温度-20℃,过热度8℃,管道、换热器压力降我们先为0,管道的温度降也为0 ,输入参数如下:
计算结果如下:
根据以上计算结果,我们得到如下表格:
根据每个点的压力和焓值,我们一一绘制相应的曲线,最终绘制的系统循环压焓图如下:
压焓图的绘制,我们主要绘制 冷凝线、蒸发线、一次节流、二次节流、闪蒸过程、一次压缩、混合、二次压缩 这些过程线就可以,感兴趣的小伙伴可以自行尝试,视频中我们会详细展示绘制过程。
四、最佳补气量计算案例:
我们利用上几节课的喷气增焓(经济器)模型,通过改变蒸发温度时候,来计算出最佳的中间压力和喷气量的数据,并利用这些数据形成曲线图,得出一些结论,指导大家在实际工作中的设计与调试。
我们先按照之前的方法,分别计算蒸发温度为-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、0℃、7.5℃时候的数据;
通过中间压力控制按钮,调节不同中的间压力;再调整经济器的过冷度,计算出喷射比a,与混合状态计算出的a1值进行比对,如果两者差值很小,则我们认为此时的喷射比假定是正确的。
其计算结果分别如下:
以上红色字体均为该蒸发温度和冷凝温度下,最佳的中间压力和喷射比。
经过汇总数据如下:
我们先来分析下最佳中间压力与SQRT(Pe*Pc)之间的关系:
以上曲线,橙色是SQRT(Pe*Pc)的计算值;蓝色是我们仿真模拟值,通过求取平均值,我们发现如下规律:
最佳中间压力=0.75*SQRT(Pe*Pc)
这个与文献上的研究成果0.7~0.9结果一致;不同的制冷剂有不同的系数,关于其他制冷剂,同行们可以自行尝试下。
我们看下,随着环境温度的变化,喷射量是如何变化的呢?
根据以上计算,我们有如下结论:
当环境温度为常温时,一般的补气量是9%-13%;
环境温度低于0℃时,补气量为15%-20%;
今天的应用我们讲解到这里,我们下节课探究下,常温下到底要不要开启喷气增焓的功能;将对比不开启和开启的制热量、功率、排温、能效等参数,给大家一些有指导意义的结论。