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制冷系统应用非共沸混合制冷剂的原因

2020-09-1711200

由传热学可知,有制冷机的冷凝器、蒸发器和其他换热器中,不可避免的存在传热温差。由工程热力学可知,为了减小由于传热温差带来的不可逆损失,制冷剂与换热介质之间应保持尽可能小的传热温差。对于蒸汽压缩式制冷机来说,冷却介质与被冷却介质的热容量均为有限值,在传热过程中介质温度要发生变化。所以,除极少数情况外,蒸汽压缩式制冷机的两个热源均为变温热源。

由于逆卡诺循环的两个换热过程为等温过程,在变温热源条件下,逆卡诺循环无法构成。

如图6-1所示,在变温热源条件下,如循环以与逆卡诺循环相同的工作过程进行,其冷凝温度应高于冷却介质的出口温度,设其为△th2 ,此时冷凝温度与冷却介质进口温度之间存在有较大的温差△th1, th1取决于冷却介质的热容量和质量流量,其平均温差为th2 = f (th1, th2 )。同理,蒸发温度与被冷却介质进口温度之间也存在较大温差,其平均温差可写为△t1 = f (tl1, tl2 )。在极限情况下,△th2与△tl2可以为零,但th与△tl不可能为零。


在这种情况下,如应用非共沸混合制冷剂,利用其等压条件下相变时温度不断变化这一特性,以与劳伦兹循环相同的工作过程进行,使制冷剂冷凝温度及蒸发温度的变化趋势与冷却介质温度及被冷却介质温度的变化趋势相同或相反,则冷凝温度与冷却介质温度之间的传热温差thm蒸发温度与被冷却介质温度之间的传热温差thm均较小,在极限的情况下可以为零。与以逆卡诺循环相同工作过程的捅环相比,与劳伦兹循环相同工作过程的循环制冷量增大了Q0,循环功减小了W = 0L1.+L2,所以循环效率提高了。

 

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