暖通空调丨暖通中央空调为什么要二次过冷？有哪些优势？

　　制冷系统中的"过冷"是一个极为关键且不可或缺的环节。所谓过冷，指的是在制冷剂完成常规冷凝过程后，对已转变为饱和液体的制冷剂进一步进行冷却处理，使其温度低于对应的饱和温度。在冷凝器这一重要的制冷部件中，制冷剂从气态逐渐转变为液态。当制冷剂达到一种稳定状态，即饱和状态时，此时的温度就被定义为饱和温度。

　　过冷度的计算公式为：过冷度 = 冷凝饱和温度 - 液管实际温度。

　　一、空气能热泵工作原理

　　在制冷系统中，过冷器被集成于冷凝器与节流装置(如膨胀阀或毛细管)之间，通过二次冷却液态制冷剂实现过冷强化。该技术通过降低制冷剂进入节流阀前的温度(通常实现3-5℃过冷度)，显著减少节流过程中因压力骤降产生的闪发气体比例(可降低40%以上)。过冷处理使制冷剂焓值降低，膨胀阀节流后焓差增大，从而提升蒸发器单位质量制冷量达15%-20%。

　　工程实践显示，采用铝微通道过冷器的系统能效比(COP)可提高12%-18%，同时通过消除气液两相流冲击，压缩机振动噪声降低3-5dB(A)。典型过冷器结构包括套管式、板式及微通道式，其中微通道设计通过强化湍流使传热系数提升至传统管壳式的2.3倍。

　　在大型中央空调工程中，长配管(单程超100米)与高落差(室内外机垂直差达数十米)的工况对制冷系统提出严峻挑战。传统5-10℃过冷度难以抑制冷媒在长距离输送中的闪发气化现象，导致蒸发器有效制冷量衰减。

　　此时需采用二级过冷技术，通过增设中间冷却回路实现双重降温：首先在冷凝器出口通过常规过冷(如5℃)形成饱和液态冷媒，随后利用蒸发器出口低温气态冷媒(约15℃)进行二次冷却，将液态冷媒温度进一步降低至-5~5℃，过冷度提升至20-30℃。该技术可显著降低冷媒流动阻力(压损减少25%以上)，抑制管路末端气液两相流比例(从40%降至8%)，同时增强电子膨胀阀控制精度(过热度波动<±1℃)。典型案例显示，搭载三级过冷技术的系统(如松下7S)在200米配管工况下仍能保持95%以上额定制冷量，相较传统方案效率提升18%。

　　为了更好地理解二级过冷的概念，我们可以举例说明。

　　正常情况下，中央空调压缩机排出的高温高压冷媒蒸汽在冷凝器中冷却至40℃的液态。若想进一步将温度降至38℃，理论上可以通过增大换热器面积来实现，但在实际操作中，不可能无限扩大换热面积至低于环境温度，这既不现实也不经济。于是，有人发现可以利用从蒸发器出来的低温冷媒气体(约15℃)去冷却刚刚离开冷凝器的冷媒液体。由于两者温差较大，通过接触交换热量，完全有可能将40℃的液态冷媒温度降至35℃以下，这就实现了所谓的"二次过冷"。

　　二次过冷具有诸多显著优势：

　　首先，提高了过冷度，进而增强了制冷能力，使制冷系统能够在更短的时间内达到设定的温度;

　　其次，减少了制冷剂在管道内流动时的压力损失，降低了能耗，提高了能源利用效率;

　　再者，进一步提升过冷度有助于电子膨胀阀的稳定运行，保证了制冷系统的可靠性和稳定性;

　　后，增强的过冷度确保了即使在配管总长度增加的情况下，仍能保持良好的制冷效果，满足了大型中央空调工程的需求。