一、有益过热与有害过热

1. 过热
过热是指在饱和压力条件下继续加热饱和蒸汽,使其温度上升至超过饱和温度的状态。此时的蒸汽被称为过热蒸汽,而其实际温度与饱和温度之间的差值则定义为过热度。在制冷系统中,压缩机吸入的通常是过热蒸汽,如果忽略管道内的微小压力损失,那么压缩机吸气温度与蒸发温度之差即为蒸发压力下制冷剂蒸汽的过热度。同样地,压缩机排气管内的温度是在冷凝压力下的过热蒸汽,排气温度与冷凝温度之差就是所谓的排气过热度。

举例,若蒸发器内的压力为0.49MPa,则饱和温度为5℃。从A点到B点(A-B),冷媒处于气液混合状态;而从B点到C点(B-C),所有的液体已经完全转变为气体,并且随着外界热量的侵入,温度会进一步升高(显热)。假设最终温度升至10℃,这意味着蒸发器出口温度比蒸发器内的温度高出5℃,这种状态即称为过热,我们说这时流出的冷媒有过热度5℃。


2. 有害过热
有害过热会导致压缩机吸入的蒸汽温度升高,进而增大了吸入蒸汽的比容,导致单位体积内的制冷量减少,压缩机的有效制冷量也随之降低。这不仅增加了压缩机运行时的能耗,还降低了整个制冷系统的经济效益。有害过热通常发生在回气管或吸气管长度过长或隔热措施不佳的情况下,使得管内蒸汽与外界环境发生不必要的热交换,从而被加热,这种情况被称为“吸气过热”,也即是“有害过热”。

3. 有益过热的优势
对于使用膨胀阀作为节流装置的氟利昂制冷系统而言,可以通过调整过热度来控制热力膨胀阀的开启程度,这样的应用被称为“有益过热”。此外,氟利昂蒸汽经过回热处理后产生的过热也被视为有益过热,因为它有助于提高系统的性能和效率。


二、过冷与过冷循环

1. 制冷剂的过冷与过冷度
过冷指的是在饱和压力保持不变的情况下,将制冷剂饱和液体继续冷却至低于饱和温度的状态。此时的液体被称为过冷液体,其温度与饱和温度之间的差值称为过冷度。例如,以R22冷媒为例,当冷凝器内的压力为1.64MPa时,饱和温度为45℃。一旦温度降至40℃,冷凝器出口温度就比冷凝器内的温度低5℃,表明冷媒有过冷度5℃。


2. 制冷剂的过冷循环
理论上,进入节流装置前的制冷剂应为饱和液体,而压缩机吸入的是干蒸汽。但在实际操作中,为了改善系统性能并预防压缩机发生“液击”,通常会让进入节流装置前的制冷剂先经历一个过冷过程,同时确保吸入的是过热蒸汽。这种方法被称为制冷剂的过冷循环。

过冷循环的主要目的是为了避免制冷剂在通过节流装置膨胀时产生“闪气”现象,因为即使是很小的压力损失也可能引发液体蒸发,影响制冷效果。通过合理增加过冷度,可以保证到达蒸发器的两相冷媒具有正确的干度比例,维持设计所需的蒸发量,从而保证良好的制冷效果。