周子成

3 第二部分水作为制冷剂的冷水机组

水作为制冷剂的有关研究和商业应用已经有很长的历史,但在机械压缩式蒸汽制冷机中的应用仅仅是最近十几年的事。目前水作为制冷剂的冷水机组有以下几种类型:(1)按照循环流程,有级间水冷却和经济器冷却两种多级压缩循环;(2)按照压缩机类型,有离心式和轴流式两种压缩机;(3)按照换热器型式,有直接换热器、间接换热器和冷凝波转子三种换热器。

图9是一般的冷水机组热力循环。1-2表示由蒸发器产生的饱和水蒸汽制冷剂进入压缩机被压缩,使压力和温度升高。2-4是在冷凝器中由过热水蒸汽冷却至饱和蒸汽 (2-3)并进一步冷凝到液体水 (3-4),冷却和冷凝过程中使用 30℃至40℃的冷却水。4-5表示液化的制冷剂水在膨胀阀中膨胀,部分制冷剂液体水蒸发与剩余的制冷剂液体水一同进入蒸发器。5-1表示在蒸发器中被10℃左右的载冷剂水加热成饱和水蒸汽。由蒸发器出来的饱和水蒸汽进入透平压缩机进行压缩。冷水机组的制冷量是在下列工况下评价:载冷剂水进水温度12℃和出水温度7℃、冷凝器的冷却水进水温度32℃和出水温度37℃,并且制冷量的单位表示成kW(或冷吨RT)。1 RT相当于约3.5kW。冷水机组的性能用性能系数COP评估,并表示为比值Q/W,其中Q是在蒸发器中从载冷剂水吸取的热量和W是外部加入的功 (驱动压缩机需要的功)。

图9 冷水机组热力循环

图10表示了采用经济器的两级压缩冷水机组制冷循环的原理图。由两级离心式压缩机和第一级压缩机下游的经济器 (中间冷却器)及蒸发器、冷凝器和膨胀阀组成。……