制冷循环方案的热力学分析

1、制冷循环方案的热力学分析一机多温实例一机多温实例一、每一种蒸发温度都单独配置一台或一、每一种蒸发温度都单独配置一台或一组单级压缩机的制冷循环方案一组单级压缩机的制冷循环方案三种蒸发温度和各回路单独配置的压缩机如图假设有两种冷凝温度和过冷温度：8AS-12.5各回路中的产冷量Qc、电机功率N、单位功率产冷量QcN，压力比PlPz，压力差PlPz的计算8AS125型压缩机在型压缩机在15制冷循环回路中制冷循环回路中的产冷量的产冷量Qc、电机功率、电机功率N、单位功率产冷量、单位功率产冷量QcN，压力比，压力比PlPz，压力差，压力差PlPz的计算的计算当冷凝温度tl135，过冷温度tg130时：根

2、据给定工况，画出制冷循环压焓图，并查出各点状态参数如下： Pl13.5bar Pz2.36bar h11664.08kJ/kg h21921.74kJ/kg h3h4=560.53kJ/kg v10.5088m3/kg t21128AS125型压缩机理论排汽量Vp:可从制冷设备手册直接查取，也可通过计算而得： Vp566m3/h求取压缩机的输汽系统：可查表，也可用计算法：0.6629通过压缩机的氨循环量G：1566 0.6629737.42/0.5088PGkg hvV压缩机的产冷量Qc：12()737.42(1664.08560.53)36003600226.05CG hhQkW计算压缩机的

3、轴功率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所配电动机功率N单位功率产冷量QcP：压力比PlPz：压力差PlPz：当冷凝温度tl240，过冷温度tg235时：计算方法同前。1.11.1 73.6283zNPkW226.052.72/83cQkW kWP13.55.72.36lzPP13.52.361

4、1.14lzPPbar8S125A型压缩机在28制冷循环回路中的产冷量Qc、电机功率N、单位功率产冷量QcN，压力比PlPz，压力差PlPz的计算计算方法同前。8S125A型压缩机在33制冷循环回路中的产冷量Qc、电机功率N、单位功率产冷量QcN，压力比PlPz，压力差PlPz的计算计算方法同前。分析比较：将计算结果列于下表：226.05由上表各项指标比较可知：同一台8AS12.5压缩机，在15制冷循环回路中（即蒸发温度不变），冷凝温度从35上升到40，每KW电机功率每小时的产冷量降低12；在28制冷循环回路中，冷凝温度从35上升到40，每KW电机功率每小时的产冷量降低94。亦即对单级压缩机，

5、冷凝温度每升高1，其每KW电机功率每小时的产冷量降低2左右。因此，降低冷凝温度是提高压缩机产冷量，降低电力消耗的重要措施。同一台8AS125压缩机，冷凝温度不变，蒸发温度从15下降到28，每KW电机功率每小时产冷量将降低36左右，亦即蒸发温度每降低1，每KW电机功率每小时的产冷量降低28左右。tz,电耗，Qc。在28制冷循环回路中，当冷凝温度为35时，对比国产制冷压缩机的工作允许范围，采用单级压缩机仍能勉强工作，但其产冷量只有15时的62左右；当冷凝温度提高到40，在28制冷循环回路中已不能采用单级压缩循环。在33制冷循环回路中，不能采用单级压缩循环。二、不同库房温度采用同一蒸发温度的制冷循环

6、回路，单级压缩循环方案设库房温度tn15，tn218两种，取蒸发温度与库房温度之差t10，即蒸发温度为28，在系统中配置一台（组）8AS125压缩机，如图从前例计算结果得知：当tl35，tg30时，8AS125在15循环回路中的产冷量Qc122605KW；在28循环回路中的产冷量Qc210273KW。由于库房温度为5也采用了28的蒸发温度，要满足其产冷量22605KW，必须配置的台数为：2 . 273.10205.226也就是说，对5库温的制冷循环回路也采用28的蒸发温度，虽然可以节省蒸发面积，但需要多配置一台8AS125压缩机才能勉强满足需要。因此，这种方案是不经济的，也是不合理的。在实际工

7、程中，只有库温高的制冷循环回路耗冷量很少，不便单独配置一台压缩机时，才合并到库温低的制冷循环回路中去。三、一台（组）压缩机承担两种蒸发温度的单级压缩机制冷循环方案设有两种蒸发温度，分别为15和28，采用35的冷凝温度和30的过冷温度；15制冷循环回路的机械负荷为：226.05KW，28制冷循环回路的机械负荷为102.73KW。装置图及循环压焓图如图蒸发压力调节阀确定平衡点“1”的焓值：压缩机的总产冷量：压缩机的配置：由前述计算得知，当tl1=35,tg1=30,tz=28时，8AS12.5压缩机的产冷量Qc102.73KW。因此应配置8AS12.5压缩机的台数：11121121658.6/h

8、GhGhkJ kgGG1214()()(737.45 340.77)(1658.6 560.53)36003600328.87cGGhhQkW328.873.2102.73n 台分析比较：如果两种蒸发温度的制冷循环回路都各自单独配置压缩机时，本来只需要两台8AS12.5压缩机即可满足需要。而采用了一组压缩机带两种蒸发温度，其结果必须增配一台压缩机才能接近所需要的产冷量。该配置方案中压缩机排出温度t2151，要比在同样的运转工况，由压缩机单独在28制冷循环回路中工作排汽温度（t2143）高出许多，亦即压缩机的电机功率消耗势必增大。该配置方案同样是不经济的。四、采用双级压缩制冷循环方案四、采用双级压缩制冷循环方案采用一台S812.5A型单机双级压机，装置图计算结果如下：产冷量Qc112.53KW，电机功率N59KW，每 K W 电 机 功 率 制 冷 量 191KWKW，高压级排汽温度t285。在相同工况下，采用单级压缩机8AS12.5进行运转时，由前计算得：产冷量Qc92.85KW电机功率N60KW每KW电机功率产冷量1.55K