1、过冷度

过冷度的定义是在一定压力下，液体的实际温度低于该压力对应的饱和温度时，两者之间的差值即为过冷度。这意味着，对于一种特定的物质，在给定的压力条件下，如果它的温度被降低到低于其饱和温度（即它开始凝固或保持饱和液态的温度），那么这个额外的低温差就被称作过冷度。

在制冷机中，使从冷凝器出来的液体带有过冷度确实是有益的。其主要好处包括：

• 抵消液体管路压降：通过提供额外的冷却，可以确保即使在管道内发生轻微的压力损失，也不会导致制冷剂提前蒸发（即闪发），从而保持液态制冷剂的状态直到它到达膨胀阀（EXV）。
• 避免EXV阀前闪发：过冷能够减少或防止节流过程中产生的闪发气体，这是因为过冷降低了制冷剂的温度，使得它更难因压力下降而气化。这有助于维持较高的液相成分比例，提高进入蒸发器的制冷剂量，进而提升整个系统的制冷效率。
• 增加制冷量与机制效率：由于减少了不必要的闪发气体生成，更多的制冷剂可以参与实际的制冷过程，这样不仅增加了单位时间内传递给环境的热量，同时也提升了整体的能量利用效率。

2、降低制冷剂过冷度常用的方法

为了提高制冷剂的过冷度，目前常用的方法包括降温法（如冷却水降温、经济器降温或采用外部冷源降温）和增压法，本文讨论冷却水降温法。

冷却降温法：冷却水降温这是最常用的一种方式，尤其是在水冷式冷凝器中。制冷剂在冷凝器中完成冷凝后，在冷凝器下部继续被冷却水进一步冷却，使得离开冷凝器时的温度低于饱和温度。这种方法对进出冷凝器的冷却水温差有一定的要求，通常卧式壳管式冷凝器的设计温差约为5摄氏度。然而，冷却水温差过大或过小都不利于获取理想的过冷度。

• 经济器降温：经济器是一种特殊的换热器，它可以将一部分经过冷凝后的高压液体制冷剂分流出来，经过一个额外的膨胀阀进行减压降温，然后与主路中的高温高压液体制冷剂进行逆流换热，以此来增加主路制冷剂的过冷度。这种设计特别适用于螺杆式冷水机组等大型制冷系统，可以在不改变压缩机的情况下显著提高其制冷量和能效比。
• 外部冷源降温：在某些特殊情况下，可能会使用其他低温介质作为冷源来直接冷却制冷剂，以达到所需的过冷效果。例如，利用深井水或其他天然水源来进行降温处理。

冷却水降温温差过大/过小的影响

冷却水温差过小

• 实践中，如果冷却泵选型过大，或者运行人员未能将压差控制在合理范围内，亦或是冷却塔换热效果不佳，这些情况都可能导致冷却水温差小于5°C。有时温差甚至可能低至1-2°C。这种情况的发生会使制冷剂在冷凝器中的再冷却空间缩小，导致离开冷凝器的制冷剂温度接近饱和温度，进而使得过冷度大幅度减小。
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• 过冷度不足会影响制冷系统的效率，因为它意味着制冷剂在进入蒸发器之前就已经开始部分气化，减少了有效的工作液量，并可能导致膨胀阀前出现闪发气体，降低系统的制冷能力和稳定性。

冷却水温差过大

冷却水温差大，同时冷凝压力会升高，增加机制功耗，冷却水温差过大通常是由于以下两个原因造成的：

• 冷却水流量过小：如果冷却水的流量不足以带走足够的热量，那么即使冷却水的进出口温差很大，制冷剂也不会得到充分的冷却。这不仅无法增加过冷度，反而会导致冷凝压力升高，从而增加了机制功耗。
• 机组选型过小或外界负荷过大：在这种情况下，为了满足更高的热负荷需求，膨胀阀可能会增大开度，使得更多的制冷剂流入冷凝器。然而，由于冷凝器尺寸有限，过多的制冷剂会在短时间内通过，导致其停留时间缩短，同样不能被充分冷却，也无法获得理想的过冷度。