冷凍システム。 過熱および過冷却

過熱（出口での冷媒蒸気の過熱を指す 蒸発器）と 低体温 （冷媒の過冷却液が離れることを指す コンデンサー）は、明らかに、実際の蒸気圧縮冷凍システムにおける2つの重要なプロセスであり、以下で説明するように、最大​​性能（COP）を確保し、いくつかの技術的な問題を回避するために使用されます。

過熱

クーラントが蒸発する過程で、完全に蒸発します 蒸発器。 冷たい冷媒蒸気は蒸発器を通過し続け、蒸気熱のために熱が吸収されます。 特定の条件下では、摩擦によるそのような圧力損失により、 過熱. 蒸発器で過熱が発生すると、冷媒のエンタルピーが上昇し、追加の熱が除去され、蒸発器の冷却効果が高まります。 で提供されている場合 コンプレッサー 吸引、有用な冷却は行われません。 一部のシステムでは、冷却液蒸気 熱交換器 蒸発器の冷媒液からの飽和蒸気冷媒の過熱に使用できます コンデンサ （図3.32）。 図3.32からわかるように、熱交換器は高いシステムCOPを提供できます。 コンプレッサーで冷媒の過熱が発生する可能性があります。 この場合、飽和蒸気冷媒がコンプレッサーに入り、過熱して圧力が上昇し、温度が上昇します。 圧縮プロセスから受け取った過熱は、サイクルの効率を改善しませんが、凝縮装置と大型コンプレッサー、供給パイプに大きな成果をもたらします。 によって得られる冷凍効果の増加 過熱 蒸発器では、原則として、コンプレッサーの冷却効果の低下により相殺されます。 体積流量圧縮機は一定であるため、質量流量と冷凍効果が低下するため、過熱による冷媒密度が低下します。 実際には、すべての1C過熱吸引ラインの冷却能力2.5％に損失があることはよく知られています。 吸熱ラインの分離は、熱利得を最小化するための決定です。 冷却は、過熱した冷媒蒸気から過剰な熱を除去するプロセスであり、外部効果を使用して達成された場合、COPにとってより有用になります。 低温（10 C未満）および使用可能なエネルギーが少ないため、冷却はしばしば不適切と見なされます。

低体温

液体冷媒を圧力の凝縮温度以下に冷却するこのプロセス（図3.32）。 低体温症は、液体冷媒の100％が膨張装置に入るようにし、蒸気の泡が冷媒の流れを妨げるのを防ぎます 膨張弁。 低体温症が外部冷却サイクルの熱伝達方法によって引き起こされる場合、過冷却液体は飽和液体よりもエンタルピーが少ないため、システムの冷媒効果が増加します。 低体温は、より高い温度を使用して、液体ラインシステムを冷却することによって実行されます。 簡単に言えば、低体温症は冷媒によって冷やされていると言えます。

エネルギー負荷を増やし、
電力消費の削減、
プルダウン時間の短縮、
より均一な温度冷凍と
元のコストの削減。

単純な蒸気圧縮冷凍システムの性能は、液体冷媒をさらに冷却することで大幅に改善され、凝縮器コイルから離れることに注意してください。 これは 過冷却 通常のペアで機械的サブ冷却サイクルを追加することにより、液体冷媒の 圧縮サイクル。 低体温システムは、専用の機械的サブクーリングシステムまたは統合された機械的サブクーリングシステム（Khan and Zubair、2000）のいずれかです。 専用の機械的サブクーリングシステムには、メインループとサブクーラーサイクルのそれぞれに1つずつ、合計2つのコンデンサーがありますが、複雑な機械的サブクーリングシステムには、メインループとサブクーラーサイクルとして機能するコンデンサが1つしかありません。

たとえば、低体温療法R-22 13Cは、冷却効果を約11％増加させます。 ループ外から低体温症を受け取った場合、低体温症を1度増やすごとに、システムのスループット容量を増やすことができます（約1％）。 ループ内の低体温は、サイクルの他の部分の影響を補償するため、効果的ではありません。 機械的低体温は、新しいシステムで開発された既存のシステムに追加できます。 これは、必要となる可能性のある、または運用コストを削減する必要がある、より多くの機会がある冷凍プロセスにとって理想的な場所です。 さまざまな用途で費用対効果が高いことが証明されており、大規模なスーパーマーケット、倉庫、工場などに推奨されます。図3.33は、商業用冷凍装置の典型的なサブクーラーを示しています。