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准双级压缩带中冷器的热泵循环

2013-9-16 23:16:19      点击:

    由于螺杆制冷压缩机豹单级压比大,结构简单,转速高,对湿行程不敏感等待点,所以一直成为热系优先选用的理想主机。带中冷器螺杆热泵机组系统加固3—I所示:


    从固中我们不难发现,带中冷器的热泵循环系统,其区别在于甥杆热泵压缩机的工作过程,由于引入节能器之后,增加了一个补气—压缩过程。这就是该系统的独特之处,该循环在通过一级节流4—4’之后,进入中冷55形成一中压区,工质进入两相状态,其中气相蒸气2’进入伍缩机中压吸气腔,液相介质再经二级节流进入室外空气换热器吸收空气中的热能而蒸发。由于螺仔压缩机中压二次吸气腔补进的气体是夜压缩机低压一次吸汽口完全封闭后进气的,因此,原吸汽量不变,从而使压缩机的总排气量增加,故循环的制热系数LOP66提高也就在情理之中。
    系统从增设的中间冷却铝中,抽出一股压力为尸。的蒸汽,经旗杆压缩机某一部位增设的补气孔口充入压绍腔内(即齿问容积),改单级压绍热泵循环为两级压绸热泵循环,而且两级压缩在同一压组应内单向连续进行,不同于常规现行的双机双级压缩过程。所以有必要对整个循环过程的制热系数凹P值的变化,进行量化分析。
    不妨假设,循环的徘气量为6f,蒸发器的供液量为凰,中冷彤的中压闪发蒸汽量为c。,由中冷器的质量平衡方程可得:


    显然5为压缩机在低压吸气量为1k8时,中冷器中压P。的蒸气吸入量。而热泵循环的总排气量为(1十6)k8,循环制热量的增量AQ▲=9(AI—A4)。总制热量为;
    Q▲=(1十8)(Ag—A4).
    然而,循环压缩功的变化,螺杆机存在一个补气—压缩过程,而使得该庆缩过程变得较为复杂。整个补气期间,齿间容积的气体压力在充气和齿问容积缩小进行压缩的双重作用下,逐渐增至补气压力P。。因此。该补气—压缩过程是同时兼有绝热充气和旋转压缩的综合过程。此外,补气压力差.补气孔口通道面积不断变化,致使补气质量流率,齿问容积内的工质数量,及其状态参数均不断变化。若顾及到此间的冷却作用,补气—压缩过程实质上是工质数量不断变化的非稳定流多方压缩过程。    ·
    不姑可把所研究的具有补气—压缩过程的齿间容积,抽象为因3.3—2,

 

所示的非稳定流热力系统。设在微元时间山内,由转子旋转引起的容积变化为dY,经补气孔口补入的气体质量为dmm(其比烙为沁,温度为7s*);从相邻高压齿间容积经缝隙流入的气体质量为dm”。(其比炮为从,.温度为7l*),经缝隙从所研究齿日容积流出的气体质量dM。*(其比始为ADu。温度为了),系统内质量增量为dm,工质内能量增量为dM*并设微元时间山内系统与外界交换的功量为dW(;内”)。由于过程进行得极快,忽略系统与外界交换的热量(dQ=o)、工质的流动动能和位能变化,并没气体符合理想气体规律,则对该非稳定沉热力系统应用能量守恒定律,并参看图3—2可得:
    按J:式分别计算冷凝温度在45℃,40℃,30℃酌情况下,对应于,F同的蒸发温度的相对增长率变化分布,其计算结果见图3—3、图3—4、因3—5。
    计算结果的图示表明,虽然带中冷器系统后的制热量与耗功量均同时增长,但它的制热系数coP。值相对于珊。却
仍在增长,并随着供热温度T,,与低温热源温度70的温差增大,而创热量和制热系数较常规系统有大幅度的增长。
    因此,中冷器引入热泵循环,构成准双级压缩热泵系统,可使原常规热泵系统的效力学性能得到改进。这与带中冷器后的制冷循环保持了很好的一致性。