采用管壳式冷凝器的R407C制冷机组性能的分析
目前，在众多替代制冷剂中，R407C是R22最理想的替代物，国内外已做过很多研究和实验，大都认为采用R407C为制冷剂与以R22为制冷剂相比较，两者的制冷量（制热量）及COP值等热工参数相近，对空调和热泵机组尤其如此但这些实验都是采用小型压缩机和空冷冷凝器，与采用水冷管壳式冷凝器的机组存在一定差别。因此，有必要对采用水冷管壳式冷凝器的R407C机组的性能进行分柝2制冷循环与系统简单的蒸汽压缩制冷循环过程是：制冷剂在蒸发压力Po蒸发温度to下蒸发，压缩机不断抽吸蒸发器中产生的蒸汽，并将其压缩到冷凝压力Pk，然后送往冷凝器，在压力Pk下制冷剂等压冷却和冷凝成液体，再通过节流元件进入蒸发器，通过节流元件时，压力从Pk降到Po，部分液体汽化，使离开节流元件的制冷剂变成温度为to的两相混合物混合物中的液体在蒸发器中蒸发再进入压缩机在整个循环过程中，压缩机起着压缩和输送制冷剂的作用并造成蒸发器中低压节流元件调节进入蒸发器的制冷剂的流量并起节流降压作甩制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量从而达到制冷的目的。在冷凝器中冷却介质吸收制冷剂冷凝过程中释放的热量并将其带走在换热过程中，to低于被冷却物体的温度，冷凝压力对应的冷凝温度tk高于冷却介质的温度3制冷剂R407C及其冷凝温度（质量比）混合组成，它与R22等纯质制冷剂和共沸制冷剂在物理性质上的主要不同在于，R407C存在温度滑移，在两相区，在相同压力下，饱和液体的温度比饱和气体的温度低，随着干度由0趋向于1，温度逐渐升高。
对于水冷管壳式冷凝器，在设计时，我们一般取冷却水出水温度t2和进水温度t1之差为一定值（tW1），冷凝温度tk与冷却水出水温度之差也为一定值（tk~t2）在设计中我们是由tk确定t2和t1，但在实际循环系统中，是由冷却水进出水温度t1t2，也就是环境温度决定着冷凝温度tk，从而确定冷凝压力Pk对于R22之类的纯质和共沸制冷剂，因其两相区等压线与等温线平行，此冷凝温度tk唯一对应了Pk而对于R407C之类的非共沸制冷剂，在两相区，在相同的压力下，饱和液体的温度（起泡点，BubblePoint）比饱和气体的温度（露点，DewPoint）低，而冷凝器出口的制冷剂应为饱和液体（假设无过冷度），其温度为tb，对应着饱和液体的压力Pkt由于冷凝过程是等压过程（假设无管道压力损失），冷凝器中的压力即为此压力Pk1而冷凝器中的饱和气体温度td大于tb，由Pk1决定。因此，我们对R407C说冷凝温度tk时，不能简单认为其对应的冷凝压力是饱和气体的压力或饱和液体的压力。
在我们所得到的资料（DuPontSUVAAC9000）中，R407C的饱和热力性质表中列出的参数与lgp-z图相比较，与饱和压力对应的温度是饱和气体的温度，焓值是与此压力对应的饱和气体和饱和液体的焓值这容易使设计人员在计算时认为表中压力和焓值即为与指定工况to/tk中冷凝温度tk对应的冷凝压力和饱和液体的焓值，导致计算的制冷量、轴功率COP值出现偏差本文计算数据以gp-z图为准。
在计算中，这就存在着怎样确定给定工况t /tk的冷凝压力的问题在某一冷凝压力下可以将以下三个温度当作给定的冷凝温度tk：1.露点温度td；2起泡点温度tb；3.等效平均温度ta等效平均温度为定压下饱和气体与饱和液体的焓差与熵差之比，1.若以露点温度为冷凝温度：则冷凝压力较低，压缩机性能较好；但是冷凝器面积较大，并且需是完全逆流式2若以起泡点温度为冷凝温度：则传热温差较大，冷凝器较小，但冷凝压力较高，压缩机性能较差。
3.若以等效平均温度为冷凝温度：则各种参数在以上两种情况之间以我国冷水机组名义工况为例冷水机组名义工况为：冷却水出口水温度分别为30°C、35C，冷却水进口水温度分别为12°C、7°C.在计算中一般按蒸发温度t=2°C，冷凝温度tk=40°C计算制冷量轴功率，设计蒸发器冷凝器按以这三种温度为冷凝温度计算的性能参数如表1（假设压缩过程是等熵过程，无过冷度过热度，吸气压力为2C饱和气体压力）表1不同冷凝温度下R407C机组性能的比较冷凝压力/MPi单位制冷量/k，「kg-1单位轴功率/k，1kg-1由于R407C的温度滑移较大，对水冷管壳式冷凝器，受结构和换热效率以及经济性的影响，艮难达到以露点温度为冷凝温度。在设计新冷水机组时，我们可以以等效平均温度为冷凝温度设计冷凝器，并尽量设计成逆流式除更换润滑油、调整系统充注量及节流元件外，对压缩机及其余设备均可不作改动。但实际上，因为非共沸混合物在传热表面的传质阻力增加等原因，会造成冷凝过程的热交换效率降低，在管壳式换热器中尤其明显这使得实际冷凝压力升高，冷凝等效平均温度比R22机组冷凝温度高，机组性能降低比如原R22冷水机组改用R407C为工质，在名义工况时，实际冷凝压力为1.64~1.742MPa我国通常采用的制冷压缩机制冷量的测试方法，是通过控制压缩机的吸气压力、温度和排气压力来测量在给定工况下的制冷量的，此吸气压力和排气压力分别为给定工况t/tk对应的饱和压力Po和Pk如果按前文提及的R407C饱和热力性质表来控制，实际上是将露点温度当作了冷凝温度对于蒸发器，蒸发压力P由压缩机吸气压力决定，由节流元件控制制冷剂流量来调节，由此压力而确定蒸发器出口饱和气体的温度to（假设无过热度）不考虑管道压力损失，对于R407C，蒸发器进口制冷剂温度低于t对于冷水机组，在名义工况下可能在膨胀阀后或蒸发器制冷剂进口处出现结露现象，因为此处制冷剂温度已经低于0C，在设计新机组时，也可以用蒸发等效平均温度作为蒸发温度t设计蒸发器在此不作详细讨论4工质分别为R407C和R22的机组性能的比较工况to/tk对应的冷凝温度，吸气压力为to对应的饱和气体压力，压缩机的单位体积制冷量轴功率、制冷系数等性能参数在无过冷度和过热度，to=2C，tk=40°c时相对以R22为工质的参数如表2表2 R407C与R22机组性能参数的对比（以R22为工质的机组为100%）等熵效率为1等熵效率为0.65冷凝压力/MPa制冷量％轴功率％同一台机组，在压缩机冷凝器蒸发器等主要部件不变时，在相同的外部条件下，因为R407C的换热效果较R22差，实际冷凝压力会比ta=tk时高，但是比tb=tk时低，各性能指〔下转第39页〕以消除基础底面的法向冻胀力。另外，还应考虑到冷库建筑低温的特点，在对冷库地坪进行处理的同时，要考虑地基土实际冻结深度有可能比当地标准冻深还要深，在确定冷库基础埋置深度时，按照《建筑地基基础设计规范》GBJh 89中规定的确定基础最小埋置深度d公式计算，公的冻深影响系数Jt值，对于不采暖建筑物一般可取1. 10，针对低温库状态，适当予以提高到1.10~1.30，以适当加大基础埋深，避免发生冻害。
5.2冷库地坪的处理上文中提到冷库地坪的处理，我们常根据温度的不同分两大类做法5.2.1高温库地坪库温在3°c和高于3C者，其冷库地坪不设置隔热层，但沿围护结构四周之内侧1.2m（小型冷库），或者4.0m~（大、中型冷库）范围内应做局部隔热及防潮层；库温在-3°C ~3C者，其冷库地坪可直接在地基上做隔热及防潮层2低温库地坪-15C左右），冷库地坪除设置隔热防潮层外，还须设置防止地基土冻鼓的通风加热措施。国内外采用的地坪通风加热设施，通常采用架空冷库地坪（架空通风法）实铺地坪（通风管加热法、油管或水管加热法、电阻丝加热法、通电加热法）6总结有了防止冻害的措施，我们还要对具体工程做具体全面的分析，做到经济合理、权衡利弊，对不冻胀地基绝不能人为地夸大冻害的影晌邓泽华，女，30岁，助理工程师，1995年毕业于黑龙江商学院工业与民用建筑专业，一直从事冷库建筑设计工作。
〔上接第21页〕数也在两者之间。
5结论R407C冷凝器中的压力（冷凝压力）是冷凝器中饱和液体的压力，排气压力由此压力决定对照于R22管壳式冷凝器，设计R407C冷凝器时，可以认为等效平均温度为冷凝温度，在相同的外部条件下，冷凝压力比R22高；原R22冷凝器改用R407C，冷凝压力会更高采用管壳式冷凝器的R22机组，主要部件不变，以R407C为工质后与以R22为工质比较，在名义工况时，制冷量约小13%，COP值约小13%~20%
