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蒸發温度

鎖定
工質液體在工作壓力下的沸點。每一種工質的蒸發温度有一個很寬的範圍並隨壓力增大而升高。熱回收系統(如熱泵熱管)應根據可利用熱源温度的高低選擇具有合適蒸發温度的工質,而製冷機工質的蒸發温度則決定着製冷温度的下限。 [1] 
中文名
蒸發温度
外文名
Evaporation temperature
定    義
製冷劑在蒸發器內沸騰的温度
原    料
氨、氟利昂等
應    用
製冷器、壓縮機
學    科
熱能、製冷

蒸發温度簡要介紹

蒸發温度是指製冷劑在蒸發器內沸騰的温度,它與相應的蒸發壓力是對應的。蒸發温度升高.蒸發壓力也升高。
蒸發温度是製冷裝置運行中最重要的參數。如果蒸發温度te過高,則滿足不了被冷卻對象的低温要求。被冷卻對象如果為易腐食品,達不到要求的低温將影響食品質量,甚至導致食品的腐敗變質;如果為某種化工流體,達不到要求的低温將影響整個工藝流程的生產。因此,採用足夠低的蒸發温度,保證達到要求的低温是對製冷裝置的最基本的要求。
另一方面,蒸發温度過低,將使製冷裝置的運行經濟性下降,並帶來其他一系列不良後果。在一定的冷凝温度下,蒸發温度te降低,則相應的蒸發壓力P也降低。這時製冷循環的壓縮比增大,壓縮機的輸氣係數下降。同時單位容積製冷量急劇下降,單位壓縮功明顯增大。另外,由於壓縮比增大,壓縮機的排氣温度升高,壓縮機的工作條件惡化。

蒸發温度蒸發温度的確定方法

1.冷卻液體載冷劑的直立管式和螺旋管式蒸發器
計算公式:te=ta2-△t。
式中,ta2——載冷劑出口温度(℃),由生產工藝條件取定;△t——載冷劑出口温度與蒸發温度之差(℃),當載冷劑為水時取4~6℃,當載冷劑為鹽水時取2~3℃。
2.冷卻液體載冷劑卧式殼管式蒸發器(包括滿液式和乾式)
計算公式:te=1/2(ta1+ta2)-θm
式中,ta1——載冷劑進口温度(℃)。ta2——載冷劑出口温度(℃),由生產工藝條件確定。θm——蒸發器中平均傳熱温差(℃),對氨蒸發器取4~6℃,對氟利昂蒸發器取6~8℃。載冷劑進出口温差(ta1-ta2),對氨取3~5℃,對氟利昂4~6℃。
3.冷庫與環境試驗裝置用的冷卻排管或冷風機
計算公式:te=t0-△t
式中,t0——室內温度,由生產工藝條件決定;△t——室內温度與蒸發器温度之差(℃),一般取△t=10℃。
對環境試驗裝置用的冷風機:當室內温度較低(-50℃以下)時,取△t=4~8℃;温度越低,取值越小。對冷庫中冷卻物冷藏間的冷風機:室內相對濕度為90%時,△t=5~6℃;室內相對濕度為80%時,△t=6~7℃;室內相對濕度為75%時,△t=7~9℃。
4.空氣調節用直接蒸發式表冷器
計算公式:te=t2-△t
式中,t2——表冷器出口空氣(幹球)温度(℃),根據空氣調節要求確定。△t——空氣出口温度與蒸發温度之差(℃),一般取8~10℃。為了防止表冷器傳熱面結冰,蒸發温度不得低於表1中的規定值。
5.壓縮空氣除濕裝置用殼管式蒸發器
計算公式:te=tb-△t
式中,tb——壓縮空氣壓力露點濕度(℃),由工藝條件決定。△t——壓力露點温度與蒸發温度之差(℃),一般取8~10℃。 [2] 

蒸發温度由蒸發温度計算製冷量

以氨製冷裝置為例,當冷凝温度tk=30℃,氨壓縮機分別在-5℃,-15℃,-30℃的蒸發温度下運行,壓縮機吸人為幹飽和蒸氣,其單位容積製冷量、排氣温度和製取單位冷量壓縮功的變化情況見表1。
表1氨製冷裝置在不同蒸發温度下性能變化(t<sub><b>k</b></sub>=30℃)<br>
蒸發温度/℃
-5
-15
-30
單位制冷量q0比(%)
100
98.9
96.9
單位容積製冷量qv比(%)
100
67
34.9
製取單位冷量的功耗比(%)
100
139.3
210.6
排氣温度/℃
80
98
137
由表1可見,當蒸發温度te由-5℃將至-30℃,同樣製冷量下耗功增大了一倍以上。因此,蒸發温度的降低對製冷裝置的能耗影響很大,應儘可能避免蒸發温度過低。
對於用户,除了要求的低温和裝置的效率外,最關心的是製冷裝置的製冷量。顯然,如果製冷裝置達不到要求的製冷量,就直接影響到被冷卻對象的生產工藝。
一套製冷裝置的製冷量可用下式計算:
式中,
Q0——製冷量(kW);
Vh——製冷壓縮機理論排氣量(
);
K——壓縮機的輸氣係數;
qv——單位容積製冷量(
)。
對於用户,壓縮機的理論排氣量K是不變的,輸氣係數則隨着壓縮比增大而減小。表1可見,當te由-5℃降為-15℃時,單位容積製冷量qv下降了33%。根據上式,即使假定輸氣係數k不變,這時製冷裝置的製冷量Q0也將減少33%。顯然,隨着蒸發温度te下降,製冷裝置的製冷量將明顯下降。
綜上所述,蒸發温度te越低,則製冷裝置的製冷量越小,運行效率越低,耗能越大;同時,隨着te降低,排氣温度升高,壓縮機工作條件惡化。因此,在滿足被冷卻對象要求的前提下,應當儘可能採用較高的蒸發温度。 [2] 
參考資料
  • 1.    鄒廣嚴主編.能源大辭典:四川科學技術出版社,1997年01月第1版:第1005頁
  • 2.    張建一 李莉編著.製冷空調裝置節能原理與技術:機械工業出版社,2007年03月第1版:第20頁