蒸发压力随制冷剂循环量及冷负荷变化规律的计算式

    符 号

    QR、Q0—冷负荷、制冷装置产冷量,kW

    G—制冷剂循环量,kgPs

    Vh—压缩机理论输气量,m3Ps

    K—输气系数

    qv—单位容积制冷量,kJPm3

    v1—压缩机吸气比容,m3Pkg

    Cp—制冷剂蒸汽比热,kJPkg#K

    h—比焓,kJPkg

    P—压力,MPa

    T—温度,K

    t—温度,e

    R—气体常数

    在制冷装置的运行中,蒸发器冷负荷的变化以及由于膨胀阀开启度改变而导致制冷剂循环量的变化,都将引起蒸发压力(蒸发温度)发生变化,从而使得制冷装置产冷量、压缩机轴功率和循环制冷系数随之改变。本文试分析并推出蒸发压力随制冷剂循环量及冷负荷变化规律的计算式。

    1 制冷剂循环量G与冷负荷QR的关系

    1.1 冷负荷QR的表达式

    假设制冷装置产冷量Q0与冷负荷QR匹配,如图1所示。则:

    整理得:

    1.2 制冷剂循环量G与冷负荷QR的关系

    当制冷剂循环量G改变时,蒸发压力P0以及蒸发温度t0将发生变化,虽然这将使得制冷装置产冷量Q0也发生变化,但冷负荷QR并不随蒸发温度t0而变,而且由于膨胀阀开启度改变而导致制冷剂循环量G的变化率不大。因此,制冷剂循环量G变化时,冷负荷QR是不变的。

    2 蒸发压力随制冷剂循环量的变化规律

    2.1 制冷剂循环量G变化时蒸发压力P0的变化率DG

    2.1.1 P0与v1的关系

    过热蒸汽焓:

    在蒸发压力常用范围内(h0-CpT0)与P0成线性关系,即:

    式中α、β—与制冷剂有关的常数假定过热蒸汽为理想气体,则:

    代入式(2),则:

    式中 γ—与制冷剂有关的常数整理得:

    式中 P0,v1)))双曲线关系

    2.1.2 制冷剂循环量G变化时蒸发压力P0的变化率DG

    根据式(4),求得:

    2.2 蒸发压力P0随制冷剂循环量G的变化规律分析

    (1)如果A0,则DG>0。P0与G的变化成正比例关系,即蒸发压力随着制冷剂循环量的增大而增大,随着制冷剂循环量的减小而减小。

    (2)如果A>h4,而且C(h4-A)0,即蒸发压力随着制冷剂循环量的增大而增大,随着制冷剂循环量的减小而减小。

    (3)如果A>h4,而且C(h4-A)>Bqv,则DG<0,P0与G的变化成反比例关系,即蒸发压力随着制冷剂循环量的增大而减小,随着制冷剂循环量的减小而增大。

    3 蒸发压力随冷负荷的变化规律

    3.1 冷负荷QR变化时蒸发压力P0的变化率DQR

    3.1.1 P0与h1的关系