第三节 液体过冷、蒸汽过热及回热循环 一、液体过冷
1. 定义
液体过冷：液体制冷剂的温度低于其压力所对应的饱和液体温度。
过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温度之差。
具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。
2. 分析
3. 实现方法
1. 冷凝器后装过冷器（★图1-6）
2. 设计，选型时，适当增大冷凝器面积F×1.15（较多使用）
3. 制冷系统中设置回热器，采用回热循环
二、蒸汽过热
1. 定义
蒸汽过热：制冷剂蒸汽的温度高于其压力所对应的饱和温度。
过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。
具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。
有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，产生有用的制冷效果。
有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。
3. 过热分析
有效过热分析：对循环是否有益与制冷剂性质有关。
2. 过热原因
a. 蒸发器面积大于设计所需面积（有效过热）
b. 蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环境热量而过热（有害）
c. 连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）
d. 系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴随） ★实际运行中，希望有适当的过热度：
氨： 过热度5～8℃
氟利昂：可采取较大的过热度
三、回热循环
1. 实现方法：增设回热器。（★图1-9）
2. 回热循环分析
3. 优点：
1.利于压缩机运行，防止液击；
2. 提高压缩机输气系数；
3. 改善低温下压缩机的润滑条件
四、热力计算
工作参数的确定
1. 蒸发温度t0：制冷剂在蒸发器中汽化时的温度，与被冷却对象（冷冻水、盐水、空气）有关。
空气 ： t0＝t’－（8～10℃）
水或盐水： t0＝t’－（4～6℃）
2. 冷凝温度tk：制冷剂在冷凝器中液化时的温度，与冷凝器结构型式和所采用的冷却介质（水或空气）有关。
空气： tk＝t进口＋15℃
水： tk＝tpj＋（5～7℃）
蒸发式冷凝器： tk＝夏季室外计算湿球温度＋（8～15℃ ）
3. 过冷温度trc： trc＝tk－（3～5℃）
4. 压缩机吸气温度t1：
氨： t1＝t0＋（5～8℃）
氟利昂（回热循环）： t1＝15℃
★ 例1-1
如p＝1atm时，水的ts＝100℃，而通常自来水的温度为20℃，自来水即为过冷液体，过冷度为80℃。
点4’的温度：过冷温度trc
过冷度△trc＝tk－trc
过冷器中通以温度较低的冷却水，如深井水等。可获得较大的过冷度。
液体过冷会增大初投资及运行费用，通常对大型的制冷装置才采用液体过冷，而且根据计算，当蒸发温度低于-5℃时，应用液体过冷才是有利的。故一般空调用制冷装置都不采用液体过冷。对于大型的且蒸发温度很低的制冷装置，在条件许可时尽可能采用液体过冷。
有效过热指能带来制冷效果的过热，如蒸汽
热发生在蒸发器本身，或发生在安装于被冷却室内的吸气管道上。
4. 压缩机的吸气比容增大，意味着每公斤制冷剂将需要更大的压缩机容积，或对给定的压缩机而言，它将意味着制冷量下降：循环的单位容积制冷量下降，制冷系数下降。
吸气过热对循环及压缩机都有不利影响。吸气管路中蒸汽过热的程度，与蒸发温度和管路的绝热程度有关。节流阀后、压缩机前的低温管道和设备如果暴露在被冷却空间以外，均需包绝热材料，尽量避免有害过热。
说明：蒸汽过热对循环不利，但制冷剂实际运行中，希望压缩机吸气有适当的过热度，否则未汽化的制冷剂液体会进入压缩机气缸，给运行带来危害，并使压缩机制冷量下降。
通常允许的吸气过热度大小，与工质种类有关。
氟利昂大过热度，能使润滑油顺利返回压缩机，有利于改善压缩机运行条件。
使冷凝器冷凝后的制冷剂液体先通过回热器再去节流阀；蒸发器吸热汽化的制冷剂蒸汽先通过回热器再去压缩机。从而使节流阀前常温下的制冷剂液体与压缩机吸入口前低温的制冷剂蒸汽进行热交换，达到节流前制冷剂液体过冷、压缩机吸气过热的目的。
回热器一般采用盘管式。在小型制冷系统中，往往不装设回热器，而是将蒸发器出口的低温蒸汽管道，与节流前的液体管道并列敷设在一起，外面用隔热材料包扎起来，使两管壁接触进行热量交换，以达到回热的目的。
1. 压缩机吸气过热，防止低压蒸汽中夹带的液滴进入压缩机；2. 提高压缩机吸气℃，减轻或避免吸气的有害过热，建漆吸入蒸汽与气缸壁间的热交换，提高输气系数；3. 对于低温下工作的压缩机，改善润滑。故是否应用蒸汽回热循环，需要从多方面综合考虑。
tpj为冷凝器中冷却水进出口平均温度。立式壳管式冷凝器，水的温升为2～4℃。
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