由于空气的多变指数较高,相同工况下压比大,耗功多,且传热温差大,不可逆损失也较大,这使得空气制冷系统的COP值大大低于传统的蒸气压缩制冷系统的COP值。所以要使空气制冷系统在制冷空调领域被广泛应用,最关键的因素就是对该制冷系统性能的提高。在目前所使用的方法中主要有两级压缩、回冷技术、喷水雾化等【7】。其中回冷技术应用甚广,这里不再赘述。
(1)两极压缩
气体压缩过程最省功的过程为等温压缩。但在实际运行时不可能达到等温压缩(特别是透平机械),多级压缩是从等熵压缩向等温压缩的一种过渡,所以可以减少系统上总的耗功,从而提高制冷系统的性能。当然,这种循环是以增加一个压缩机、一个换热器为代价的。
(2)喷水雾化
由于在空调系统中制冷温度相对较高,我们可以在系统循环中的适当阶段向空气中加入适量水,靠水在传热过程中的相变,降低压缩功、增加膨胀功,使单位容积空气的制冷量增大,设备小型化。在喷水系统中,要求喷水的雾化程度很高,以便能使雾滴在极短的时间内吸热蒸发,因此对喷嘴的要求很高。此外,对喷水量的控制也很重要。在达到饱和喷水量后,再多喷水不但对提高效率无益,反而因系统中液态水分过多而引起机械锈蚀。另外,过多的液滴被吸入压缩机有可能对压缩机叶片形成液击,影响压缩机的安全运行。