壓焓圖(lgp-h圖)指壓力與焓值的曲線圖,如下圖所示,壓焓圖以絕對壓力為縱坐標(為了縮小圖的尺寸,提高低壓區(qū)域的精度,通常縱坐標取對數(shù)坐標),以焓值為橫坐標。壓焓圖是分析蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的重要工具,常用于制冷循環(huán)設(shè)計、計算和分析。
在壓焓圖上,我們可以把它分為:一點、二線、三區(qū)、五態(tài)、六線。
壓焓圖的讀圖:
一點:指臨界點,臨界點為兩根粗實線的交點。在該點,制冷劑的液態(tài)和氣態(tài)差別消失。
兩線:指飽和液體線和飽和氣體線。如下圖所示:
如下圖所示:圖中有三個區(qū)域,分別表示,液體-混合物-蒸氣。
三區(qū):(為了方便理解,我們來看下面的動態(tài)圖)
左邊的過冷液體區(qū):該區(qū)域內(nèi)的制冷劑溫度低于同壓力下的飽和溫度。
右邊的過熱蒸氣區(qū):該區(qū)域內(nèi)的蒸氣溫度高于同壓力下的飽和溫度。
中間部分濕蒸氣區(qū):氣液共存區(qū),該區(qū)制冷劑是飽和狀態(tài),壓力和溫度對應(yīng)。
這個動態(tài)圖很好的詮釋了三區(qū)的位置與狀態(tài)。
五態(tài):過冷液狀態(tài)、飽和液狀態(tài)、過熱蒸汽狀態(tài)、飽和蒸汽狀態(tài)、濕蒸汽狀態(tài)。
六線:(看下圖中的六根線在哪)
等壓線(p):圖上與橫坐標軸相平行的水平細實線均是等壓線,同一水平線的壓力均相等。
等焓線(h):圖上與橫坐標軸垂直的細實線為等焓線,凡處在同一條等焓線上的工質(zhì),不論其狀態(tài)如何焓值均相同。
等干度線(x):從臨界點k出發(fā),把濕蒸氣區(qū)各相同的干度點連接而成的線為等干度線。它只存在與濕蒸氣區(qū)。
等溫線(t):圖上用點劃線表示的為等溫線。等溫線在不同的區(qū)域變化形狀不同,在過冷區(qū)等溫線幾乎與橫坐標軸垂直;在濕蒸氣區(qū)卻是與橫坐標軸平行的水平線;在過熱蒸氣區(qū)為向右下方急劇彎曲的傾斜線。
等熵線(s):自左向右上方彎曲的細實線為等熵線。制冷劑的壓縮過程沿等熵線進行,因此過熱蒸氣區(qū)的等熵線用得較多,在lgp-h圖上等熵線以飽和蒸氣線作為起點。
等容線(v):圖上自左向右稍向上彎曲的虛線為等比容線。與等熵線比較,等比容線要平坦些。制冷機中常用等比容線查取制冷壓縮機吸氣點的比容值。
等容線:圖上自左向右稍向上彎曲的虛線為等比容線。與等熵線比較,等比容線要平坦些。制冷機中常用等比容線查取制冷壓縮機吸氣點的比容值。
現(xiàn)在我們用log(p)-h 圖來表現(xiàn)一個制冷循環(huán)。
蒸發(fā)式制冷循環(huán):
制冷循環(huán)在p-h圖上的表示:
1.過熱度意義:防止壓縮機液擊,一般為5℃;
2.過冷度意義:經(jīng)過膨脹閥后,有氣體蒸發(fā)為了要在蒸發(fā)器內(nèi)將液體變?yōu)闅怏w,要進行過冷卻過冷度一般為5℃;
3.過熱度:吸入氣體溫度-蒸發(fā)溫度;過冷度:冷凝溫度-膨脹閥前溫度。
練習(xí):
測得某空調(diào)的運行狀態(tài):
高壓=17.5kgf/cm2·g;低壓=4kgf/cm2·g;
吸入管溫度=8℃;膨脹閥入口溫度=38℃。
求:
⑴ 在壓焓圖上畫出制冷循環(huán);
⑵ 求此時的過熱度和過冷度。
壓焓圖上的制冷循環(huán):
壓焓圖的信息:
制冷效果(we)[kj/kg];壓縮功的熱當量(aw)[kj/kg];冷凝負荷(wc)[kj/kg]。
壓縮比=冷凝壓力/蒸發(fā)壓力;
能效系數(shù)(c.o.p)=制冷效果/壓縮熱當量;
壓縮機吸入氣體比容。
制冷能力(kj/h)=冷媒循環(huán)量(kg/h)×制冷效果(kj/kg)
冷媒循環(huán)量(kg/h)=吸氣量(m3/h)÷吸入氣體比容(m3/kg)
實際吸氣量(m3/h)=理論吸氣量(m3/h)×容積效率
空調(diào)異常運行時的系統(tǒng)狀態(tài)(過熱&潮濕):
高壓壓力上升:
現(xiàn)象:
隨著高壓的上升,低壓也有若干上升。使用毛細管的機器,有時低壓會明顯上升,這種場合下,過熱度變小。
排放氣體溫度也會變得相當高。
過冷卻度只有在充填制冷劑的場合下增大,在其他原因的場合下,則基本沒有變化,反而有稍微減小的傾向。
低壓降低,過熱壓縮:
現(xiàn)象:
由于這種場合下制冷劑的循環(huán)量減少,因此隨著蒸發(fā)熱量的減少,冷凝熱量也減少,冷凝溫度(壓力)也有若干下降。吸入氣體的溫度上升,比容增大。
排放氣體的溫度也相當程度地提高。
過冷卻度在制冷劑不足的場合下降低,在其他堵塞的場合下則增大。
低壓降低,濕壓縮:
現(xiàn)象:
由于這種場合下對蒸發(fā)器的熱負荷減少了,因此隨著蒸發(fā)溫度(壓力)的降低,冷凝溫度(壓力)也有若干下降。
關(guān)于吸入氣體,對于使用膨脹閥的機器,會產(chǎn)生濕蒸汽同過熱蒸汽混合的現(xiàn)象,而使用毛細管的機器則形成濕空氣。兩者的比體積均增大。
低壓上升,過熱壓縮:
現(xiàn)象:
隨著低壓的上升,高壓也有若干的上升。
吸入氣體的溫度上升,比容減小。
排放氣體溫度升高。過冷卻度減小。
低壓上升,濕壓縮:
現(xiàn)象:
使用膨脹閥的機器,有過冷卻度減小的傾向。
使用毛細管的機器,相反地過冷卻度會增大。兩者高壓均上升。
吸入氣體的比容減小,溫度則同標準運行基本相同。
排放氣體即使高壓很高,溫度也會少許降低。
低壓上升,高壓降低:
現(xiàn)象:
吸入氣體的溫度上升相當高,比體積減小。
排放氣體溫度上升也相當高。
壓縮比較小,因此運行電流也減少。
四路切換閥不良時,吸入氣體及排放氣體的溫度均不會升高。