制冷基础T-S,LgP-h
蒸气压缩式制冷的热力学原理
➢(1)节流阀代替膨胀机 1kg制冷剂损失的膨胀功
We h3 h4' 034 '0
➢ 节流过程的不可逆损失
q'0 h4 h4' 4bb'4'4
T
3
Tk
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
b' b a' a s
蒸气压缩式制冷的理论循环的T－s图
➢采用节流阀代替了膨胀机，一方面损失了膨 胀功，另一方面产生了无益气化，降低了制冷 能力，导致制冷系数有所下降。 ➢其降低的程度，称为节流损失。
lgp
pk
3 3'
2' 2
p0
4 q0
1 Wc
qk
0
h4=h3
h1 h2 h
蒸汽压缩制冷理论循环p h图
二、蒸气压缩式制冷理论循环的热力计算
（1）制冷剂单位质量制冷量q0：1kg制冷剂在蒸发器中 蒸发从被冷却介质吸收的热量。
q0＝h1－h4＝h1－h3 ；kJ/kg lgp
pk
3 3'
2' 2
p0
T
3 qk
2
T'k
∑w
T'0
4
1
q0
0
b
a
s
制冷循环性能指标
➢对于逆卡诺循环，制冷系数c' :
c
q0 q0 T0 W qk q0 Tk T 0
T T'k
3 qk
2
∑w
T'0
4
1
✓大小只取决于两个热源的温度； T0'↗或T k'↘ ， → c' ↗
制冷技术-课程知识要点精选全文
可编辑修改精选全文完整版《制冷技术》课程知识要点知识点一一、填空题1、在两个变温热源之间的理想制冷循环称。
2、蒸气压缩式制冷循环组成循环的四大件是、、、。
3、传统的家用电冰箱及汽车空调使用的制冷工质为，其中对臭氧层有破坏作用的是中的原子。
4、制冷工质的lgP-h图上通常是一点两线三区，其中一点为、两线为和，三区分别为、、。
5、R22的分子式为，H2O做制冷剂的简写代号为。
6、复叠式制冷循环是由和两部分组成，它们通过联系起来，两部分采用的工质分别为和。
7、节流机构是制冷装置的重要组成部分，其作用是和。
8、复叠式制冷循环是由和两部分组成，两部分采用的工质分别为和。
9、理想制冷循环是由两个过程和两个过程组成。
10、两个变温热源之间的理想制冷循环称循环，它是由两个过程和两个过程组成。
11、制冷装置中的节流机构的作用是和，其中通过控制液位来调节的节流机构是。
12、制冷系统中需要保温的管道有和，以尽量避免和；辅助设备油分离器的安装位置是。
1．劳伦兹循环、2．蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀3．卤代烃、卤代烃、氯4．临界点，饱和液体线、饱和气体线，过冷区、过热区、气液两相区5．CHF2Cl，R7186．高温部分、低温部分，冷凝蒸发器，中温制冷剂、低温制冷剂。
7．节流降压、调节流量8．高温部分、低温部分，中温制冷剂、低温制冷剂。
9．等熵、等温、10．劳仑兹、等熵、可逆多变11．节流降压、调节流量、浮球阀12.低压液体管、低压回气管、冷量损失、吸气过热、压缩机的排气之后冷凝器之前二、判断题1．螺杆式压缩机的工作原理是利用置于气缸内的两个具有螺旋状齿槽的螺杆相互啮合旋转使齿间容积发生变化，从而完成气体的吸入、压缩和排出三过程。
（√）2．2LiBr吸收式制冷机中，水是吸收剂，LiBr溶液是制冷剂。
（X ）3．液体气化制冷是需要消耗能量才能实现制冷的。
（X ）4．内平衡式与外平衡式热力膨胀阀的最大区别是适用于蒸发器的阻力损失不宜过大的场合。
制冷剂的lgp-h图
解: h1=1460（kJ/kg） h2=1630（kJ/kg） h3=h4=380（kJ/kg） v1=0.245（m3/kg）
单位质量制冷量 qo h1 h4 1080 单质体位量积容流流积量量制MVR冷R MQq量oOR q10.v0108.5q001o45 4446 .9 单位冷凝热负荷 qk h2 h3 1250
3
两个状态点 的焓差反映 了过程中的 能量变化
3
tk＝35℃
4
t0＝0℃
2
t=0℃
p=497kpa
1
h=405kJ/kg
v=0.047m3/kg
s=1.75kJ/kg*k
13
制冷剂lgp-h图的组成
lg p
p x =0xCLeabharlann tx =1h
s v
h
1点：临界点C
2线：饱和液线x =0 饱和气线x =1
3区：过冷液体区 饱和两相区 过热蒸气区
6线：等压线（p） 等温线（t） 等焓线（h） 等熵线（s） 等比容线（v） 等干度线（x）
制冷剂R22的lgp-h图
理论饱和循环的lgp-h图
1）制冷剂的等熵压缩过程 2）制冷剂的等压冷凝过程 3）制冷剂焓不变的膨胀过程 4）制冷剂的等压蒸发过程
状态点的确定
Thank you
The end ！
273
273 5
40 273 5
7.94
o 84%
c
思考题（借助lgp-h图画一画 ）
蒸发温度（to）与冷凝温度（tk）变化时对制冷 机组饱和制冷循环的q0、qv、w、COP、COPh是否 有影响？
蒸发温度（to）与冷凝温度（tk）对饱和循环的影响
蒸发温度变化的影响： 当to↑，则qe↑，qv↑，w↓，qk↓， COP↑，COPh↑。
第三章--制冷原理
（5）制冷系数
①定义：循环的单位重量制冷量与消耗的单位理论功之比。
ε0=q0/w0=（h1-h4）/（h2-h1） ②含义：表示消耗一个单位功所制得的冷量。 ③结论：在给定条件下，ε0越大，说明制冷循环的经济性愈好，故它是一个重要的 技术经济指标。
吸气过热的好处：形成过热蒸气可提高制冷量。（注：制冷剂流经吸气 管路会继续吸热）
过热循环在T-S图（a）和lgP-h图（b）上的表示
1-1’表示制冷剂进一步吸热； 1’过饱和气体，t1’
Δtr= t1’-t1（过热度） w0’=h2’-h1’ > w0
= w0（1+Δtr/T0） qk’=（h2’-h2）+（h2-h4） =Δqk+qk ε=q0/w0’ 可见：Δtr越大，ε和qv减少越多。冷凝器的热负荷也越大，故称为 有害过热（h1’-h1）。t0越低，有害过热影响越大。由制冷剂的T-s图可知， 在过热区，过热度越大，其等熵线的斜率越大。
且 T0
v1
qv 。
（3）单位理论功
①定义：压缩机每输送1kg制冷剂所消耗的功，用w0表示。 ②计算：w0=h2-h1 （kJ/kg） ③结论：压缩机所消耗的功全部被制冷剂吸收而使其焓值增加。
在T-S图上w0可近似用面积1-2-3-4-6-1表示；在P-h图上用点2与点1的横坐标 之差表示。显然，w0与T0、TK及制冷剂种类有关。
防止有害过热的措施：吸气管路用隔热材料包扎起来。
当过热热来自于车外——有害过热：q0=h1-h5 当过热热来自于车内（如电器设备释放的热量）
三、回热循环
第三章 制冷
(Tk - T0)↓,ε ↑ → 但Tk ↓受环境条件限制；T0 ↑不利于传热。
二、制冷循环工作参数的确定
1、蒸发温度（T0）：随制冷剂的不同而不同。
空气载冷: T0比冷库空气温度低8～12℃; 盐水载冷: T0比盐水温度低4～6℃。 2、冷凝温度（Tk）：由冷凝器型式、冷凝介质的温度决定。 水冷却: Tk=t+(4～5℃)
例2、在氨蒸气压缩制冷循环中，蒸发温度和冷凝温 度分别为-20℃和20℃，制冷量为20冷吨(日
本)。氨在冷凝器中的放热速率为100kJ/s，氨
回热循环：将蒸发器产生的低温低压蒸汽与节流 前的液体工质进行热交换。
1、既可减轻或消除吸汽管道中的有害过热，又能使液 态制冷剂过冷。 2、制冷剂过冷，将增加循环的制冷量△ q0 ，但功耗 也增大△W，其制冷系数是否提高，视具体操作条 件和制冷剂种类而异。 3、当Tk=30℃，T0在普通制冷温度范围内时，对F-12 采用回热循环是有利的；对于氨是不利的；F-22 介于两者之间，即制冷无大的变化。
233 Tk 273 T2 273 T0 299 Tk 273 T0 273 Tk
预热 系数 排气 温度 冷凝 温度
立式： b=0.001 温度℃
立式压缩机：
ηm — 机械效率。指示功率Ni与轴功率Nz之比。机械摩擦损失。
m
Ni Nz
m 0.8 ~ 0.95
ηD — 传动效率。轴功率Nz与实际功率N之比。传动机构的完 善程度。 传动效率ηD 的取值：
(t为冷凝器排水温度，进出水的温差取2～3℃)
空气冷却: Tk=t’+(8～12℃) (t’为冷凝器排气温度) (立、卧式、淋激式冷凝器）
3、压缩机的吸汽温度（T1）：为控制过热点温度。 低压蒸汽过热有害，使压缩机功耗↑，可通过控制冷凝温 度，回收一部分过热能量。 吸汽温度取决于回汽的 过热度 。若不考虑回汽 的过热,则T1≈T0,实际上, 自蒸发器的低压蒸汽进 压缩机前将在吸汽管中 吸收周围空气的热量,温 度升高,比容增大,叫蒸汽 过热。
制冷技术的分类
制冷技术一般按温度范围来划分，可分为：
—— 120K （ ——153 ℃） —普通制冷 120K~20K（-153 ℃ ~ -253 ℃ ）— 深温制冷 20K~0.3K（-253 ℃ ~ -273 ℃ ）— 低温制冷 < 0.3K （-273 ℃）以下 —超低温制冷
安居才能乐业
燃气轮机综合热利用能量分配
17MW联合循环
25MW联合循环
加州大学135MW联合循环
三联供-热+电+冷
三联供能量分配
区域三联供
广州大学城能源站
长沙机场
长沙机场负荷
长沙机场负荷站
主力能源的变化
中科院天然气膨胀液化
中原天然气液化流程
1.分液罐；2.过滤器；3.脱CO2塔；4.干燥器；5.中压丙烷换热器； 6.低压丙烷换热器；7、11、14.节流阀；8.高压天然气分离器； 9.乙烯换热器；10.中压LNG换热器；12.中压天然气分离器； 13.低压LNG换热器；15.低压天然气分离器；16.LNG储槽
5 制冷系数
q0 4.71
w0
蒸汽喷射制冷引
1
由喷射引流作用维
喷管
锅炉
Q
喷管 持的低压区1kPa
2 43
2 混合室 4
3
扩压管
低压区
冷却到环境温
5
度的25℃饱冷和凝器
水，节流至
1kPa为7 ℃
Q0
7
6 节流阀
Q2
冷库
该区温度不变，
8 但存在相变，
故能吸热
蒸汽喷射制冷系统T-s
T
C
1
7
T
5
6
温度 25℃
Q2
压焓图怎样看
在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1、临界点K和饱和曲线
临界点K为两根粗实线的交点。在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。
实际循环中不仅存在制冷剂蒸汽过热，而且还存在制冷剂液体过冷的问题。制冷剂液体温度低于同一压力下饱和状态的温度称为过冷，其温度差称为过冷度。过冷度的大小取决于冷凝系统的设计和制冷剂与冷却介质之间的温差。在具有过冷的循环中，过冷度越大，对循环越有利。它可以使单位制冷量增加，从而导致制冷系数增加。 5－6即为过冷过程。冷凝后的制冷剂经过膨胀阀，节流降压降温，使制冷剂压力由 P k 降至 P 0 ，温度由过冷温度降至 t 0 ，并进入气液两相区。经过膨胀阀时，制冷剂焓值不变。但膨胀阀节流是一个不可逆的过程，故6－7节流过程用虚线来表示。冷凝后的制冷剂液体通过膨胀阀进入蒸发器，两相混合物中的液体在蒸发器中蒸发，从被冷却介质中吸取它所需要的汽化潜热，而混合物中的蒸汽通常称为闪发蒸汽，它在被压缩机重新吸入之前不再起吸热作用。
制冷剂压-焓图 介绍
制冷剂压-焓图(lgP-h图)介绍制冷剂的热力学性质可通过热力参数之间的关系来描述，而制冷剂的热力参数之间的关系是通过实验方法测定出来的，一般用热力学性质图、表来表示。
制冷剂的lgP—h图：(又称莫里尔图(Molliev Diagram)）图中：K ——临界点 P ——等压线 h ——等焓线 t ——等温度线s ——等熵线 v ——等比容线 x ——等干度线在lgP—h图上任意一点都能表示制冷剂的一种热力状态，在一个状态点上，制冷剂具有确定的压力、温度、比容、焓和熵，以及蒸气所占的比例，即干度值X。
X = 制冷剂蒸气质量 / 制冷剂总质量饱和液体线（X=0）：在lgP—h图上，将不同温度下的饱和液体的各点连接起来的曲线叫做饱和液体线。
在饱和液体线上的各点所表示的是制冷剂饱和液体在此点压力下的饱和温度。
干饱和蒸气线（X=1）：在lgP—h图上，将不同温度下的干饱和蒸气的各点连接起来的曲线叫做干饱和蒸气线。
在干饱和蒸气线上的各点所表示的是制冷剂干饱和蒸气在此点压力下的饱和温度。
饱和液体线和干饱和蒸气线均为粗实线，相交于临界点，这两条线将lgP—h图分成三个区域。
饱和液体线左边是过冷液体区，干饱和蒸气线右边是过热蒸气区，两条曲线中间的区域为饱和区，也就是湿蒸气区，在这个区域内的制冷剂为饱和状态，区域内各点上的饱和蒸气均为湿蒸气。
等温线（t）：将表示温度相同的各点用点划线连接起来成一条折线，这条折线就是等温线。
等温线在过冷液体区为竖直线，与等焓线重合；在湿蒸气区为水平直线，与等压线重合；在过热蒸气区为向右下方向的曲线。
等比容线（v）：将比容相同的各点用虚线连接起来的曲线叫做等比容线。
等熵线（h）：将熵值相同的各点用细实线连接起来的曲线叫做等熵线。
等干度线（x）：在饱和区内将干度相同的点连接而成的曲线叫做等干度线。
在lgP—h图中，箭头所指的方向表示各参数数值增加的方向。
另外，可以根据任意两个状态参数就能确定其在lgP—h图上的状态点，通过这个点，就可以查出其它几个状态参数。
压焓图解读
压焓图解读在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。
该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1、临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点。
在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。
K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2、三个状态区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka和Kb之间——湿蒸气区，即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
3、六组等参数线制冷剂的压-焓（LgP-E）图中共有八种线条：等压线P(LgP)，等焓线（Enthalpy），饱和液体线（Saturated Liquid），等熵线（Entropy），等容线（Volume），干饱和蒸汽线(Saturated Vapor)，等干度线(Quality)，等温线（Temperature)（1）等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。
（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。
（3）等温线：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。
制冷技术的热力学基础
制冷技术的热力学基础制冷技术的热力学基础在制冷循环中,工质不断地进行着热力状态变化。
描述工质所处热力状态的物理量称为工质的热力状态参数,简称状态参数。
一定的状态，其状态参数有确定的数值.工质状态变化时，初、终状态参数之间的差值，仅与初、终状态有关，而与状态变化的过程无关。
制冷技术中常见的状态参数有：温度、压力、比容、内能、焓与熵等。
这些参数对于进行制冷循环的分析和热力计算，都是非常重要的。
一、温度温度是描述热力系统冷热状态的物理量,是标志物体冷热程度的参数。
物体的温度可采用测温仪表来测定。
为了使温度的测量准确一致，就要有一个衡量温度的标尺，简称温标，工程上常用的温标有：二、摄氏温标又叫国际百度温标,常用符号t表示，单位为℃。
2。
绝对温标常用符号T表示，单位为开尔文（代号为K）。
绝对温标与摄氏温标仅是起点不同而已（t=0℃时，T=273.16K），它们每度的温度间隔确是一致的。
在工程上其关系可表示为:T=273+t（K）二、压力压力是单位面积上所承受的垂直作用力，常用符号P表示。
压力可用压力表来测定。
在国际单位制中，压力单位为帕斯卡（Pa），实际应用时也可用兆帕斯卡（MPa)或巴（bar）表示，1MPa=106Pa而1bar=105 Pa。
压力的标记有绝对压力、表压力和真空度三种情况.绝对压力是指容器中气体的实际压力，用符号P表示;表压力（PB)是指压力表(或真空表）所指示的压力；而当气体的绝对压力比大气压力（B）还低时，容器内的绝对压力比大气压力低的数值,称为真空度(PK).三者之间的关系是:P=PB表压力+B大气压力或 P=B大气压力-PK真空度，作为工质的状态参数应该是绝对压力,而不是表压力或真空度。
三、比容比容是指单位质量工质所占有的容积，用符号υ表示。
比容是说明工质分子之间密集程度的一个物理量。
比容的倒数为工质的密度,即单位容积工质所具有的质量，用符号ρ表示。
比容和密度之间互为倒数关系。
压焓图
两相比例由干度x确定
定义
干饱和蒸汽质量 x?
＝
mv
湿饱和蒸汽质量
mv ? mf
Quality
干饱和蒸汽
对干度x的说明：
饱和水
x = 0 饱和水 x = 1 干饱和蒸汽
0≤x ≤1
在过冷水和过热蒸汽区域，x无意义
湿饱和蒸汽区状态参数的确定
如果有1kg湿蒸气，干度为x, 即有 xkg饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。
? 对于理论循环，离开蒸发器、进入压缩机的 制冷剂蒸汽是处于蒸发压力下的饱和蒸汽； 离开冷凝器和进入膨胀阀的液体是冷凝压力 下的饱和液体；
? 等熵过程：制冷剂在压缩机中压缩是等熵过 程；
? 等压过程：制冷剂在冷却及冷凝过程为等压 过程
? 等焓过程：制冷剂通过膨胀阀节流时，节流 前后焓值相等：
环境压力Environmental pressure
指压力表所处环境
大气压力 Atmospheric pressure
barometric
注意：
环境压力一般为 barometer
h
大气压，但不一定。
大气压力Atmospheric pressure
大气压随时间、地点变化
物理大气压 1atm = 760mmHg
Condenser Expansion valve
Evaporator
Compressor
制冷循环和制冷系数
Coefficient of Performance
COP ? ? ? q2
w
1
?
T0环T境0 ? 1
T
T2
卡诺逆循环 Reversed Carnot cycleq1 w
?C
?
制冷原理期末复习大纲重点知识
制冷原理期末复习大纲重点知识1.氨沸点-33.3℃，凝固点-77.9℃单位容积制冷量大粘性小，传热性好，流动阻力小;毒性较大，有一定的可燃性，安全分类为 2 ;氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味; 氨液飞溅到皮肤上会引起肿胀甚至冻伤氨系统中有水分会加剧对金属腐蚀同时减小制冷量;以任意比与水互溶但在矿物润滑油中的溶解度很小 ;系统中氨分离的游离氢积累至一定程度遇空气爆炸 ; 氨液比重比矿物润滑油小，油沉积下部需定期放出在氨制冷机中不用铜和铜合金材料(磷青铜除外)2.氟利昂(1) R12（二氟二氯甲烷 CF2Cl2）沸点-29.8℃，凝固点-158℃。
无色，有较弱芳香味，毒性小，不燃不爆，安全。
系统里应严格限制含水量，一般规定不得超过0.001%常用温度范围内能与矿物性润滑油以任意比互溶不腐蚀一般金属但能腐蚀镁及含镁量超过2%铝镁合金。
对天然橡胶和塑料有膨润作用。
容易泄漏,对铸件要求质量高,对机器要求密封性好(2) R134a（四氟乙烷 CH2FCF3）毒性非常低，不可燃，安全。
与矿物润滑油不相溶，但能完全溶解于多元醇酯类。
化学稳定性很好，溶水性比R12强得多，对系统干燥和清洁性要求更高，用与R12不同的干燥剂。
(不能用传统电子检漏仪)(3) R11（一氟三氯甲烷 CFCl3）沸点23.8℃，凝固点-111℃。
用于离心式制冷压缩机;毒性比R12更小，安全。
水在R11中的溶解能力与R12相接近。
对金属及矿物润滑油的作用关系也与R12大致相似。
对金属及矿物润滑油的作用关系也与R12大致相似与明火接触时，较R12更易分解出光气。
(4) R22（二氟一氯甲烷 CHF2Cl）沸点-40.8℃，凝固点-160℃。
毒性比R12略大，无色无味，不燃不爆，安全。
溶水性稍大于R12，系统内应装设干燥器。
部分与矿物润滑油互溶。
化学性质不如R12稳定，对有机物的膨润作用更强。
对金属与非金属的作用以及泄漏特性都与R12相似。
制冷技术复习题--第一部分
制冷技术复习题—第一部分第一章：蒸汽压缩式制冷的热力学原理1．为什么说逆卡诺循环难以实现？蒸汽压缩式制冷理想和实际循环为什么要采用干压缩、膨胀阀？逆卡诺循环的传热过程为无温差传热，而实际传热过程存在温差。
采用干压缩-----P6 （1）（2）采用膨胀阀------液态制冷剂膨胀过程膨胀功不大，而且机件小，摩擦损失又相对较大，为了简化制冷装置以及便于调节进入蒸发器的制冷剂流量，采用膨胀阀代替膨胀机。
2．对单级蒸汽压缩制冷理论循环作哪些假设？与实际循环有何区别？1）理论循环假定：①压缩过程是等熵过程；②节流过程是等焓过程；③冷凝器内压降为零，出口为饱和液体，传热温差为零，蒸发器内压降为零，出口为饱和蒸汽，传热温差为零；④工质在管路状态不变，压降温差为零。
2）区别：①实际压缩过程是多变过程；②冷凝器出口为过冷液体；③蒸发器出口为过热蒸汽；④冷凝蒸发过程存在传热温差tk=t+Δtk,to=t-Δto。
3．什么是制冷循环的制冷效率？制冷系数？COP值？什么是热泵的供热系数？制冷效率：理论循环制冷系数与理想循环制冷系数之比。
制冷系数：制冷量与压缩机耗功率之比。
COP：实际制冷循环的性能系数，= 制冷量与输入功率之比。
热泵的供热系数：供热量与压缩机耗功率之比。
4．为什么要采用回热循环？液体过冷，蒸汽过热对循环各性能参数有何影响？画出回热式蒸气压缩式制冷循环工作流程图。
为了保证膨胀阀前的液态制冷剂有一定的过冷度同时保证进入压缩机前的的气态制冷剂有一定的过热度常采用回热循环。
液体过冷蒸汽过热会增加制冷能力，同时也会增加耗功量，因此理论制冷系数是否提高与制冷剂的热物理性质有关，一般对节流损失打的制冷剂如氟利昂是有利的，对氨则不利。
5．TO（蒸发温度）TK（冷凝温度）的变化对循环各性能参数有何影响？随着冷凝温度的降低和蒸发温度的升高而升高，随着冷凝温度的升高和蒸发问的降低而降低。
6．为什么要采用双级压缩制冷？该循环的特点？为了减少过热损失，常采用多级压缩。
第05章 利用lgp-h图表示制冷循环
-15℃
30℃
25℃
Suction Gas Temperature
-10℃
Notice: :Conditions may be given as follows. Meanings of both are the same.
Refrigerant
R22
Evaporating Pressure
1.What is a p-h diagram?
一个临界点 两条饱和线 三个状态区 六条等值线
2. Refrigeration Cycle in p-h diagram
Point 1 to 2: Refrigerant change in a compressor Point 2 to 3: Refrigerant change in a condenser Point 3 to 4: Refrigerant change through an expansion valve Point 4 to 1: Refrigerant change in an evaporator
hBs − hA hB − hA
= ηi
hH = hK + (hD − hE ) *10 hA = 0.9hM + 0.1hH
4, Real system with environmental parameters
Compressor performance
Inputs: Compressor: displacement,work plot Condenser/Evaporator:given HX area,air inlet parameters TXV/Cap.
compressorperformancewherestarthowcyclelgpetshpcpcpepetsht1v1t2由压缩机模型得到由冷凝器换热计算可得到t3qc由蒸发器换热计算可得到t1qeh3h4cap3个假设条件变量
蒸气压缩式制冷循环原理概要
冷凝器和蒸发器的传热温差分别△Tk和△T0时
T
Tk
Tk 3
2
Tk'
3'
2'
T0'
4'
T0
T0 4
b
1' 1
a
S
c
'
T0 Tk T0
(Tk
T0 ' T0 ' T0 ') (Tk
T0 )
c
表明具有传热温差的不可逆循环的制冷 系数，总小于相同冷热源温度时的逆卡 诺循环制冷系数，而且随传热温差△T0和 △Tk的增大而降低。
T
Pk
（Tk － T3）称为过冷度；
Tk
增加制冷量△q03，其随T3
的降低而增加；
T0
压缩机耗功量不变；
3'
3
w
0 4 4' q0
q03
2' P0
1'
制冷系数增加。
cb
a
S
二、吸气过热对制冷循环的影响
T
Pk 2' 2 T2
Tk
3'
w
w
P0
T0
0 4' q0
1' 1 T1
q04
b
ad
S
T1称为吸气过热温度； （T1－T0）称为过热度；
图1.5 变温热源逆向循环
单一物质制冷剂无法实现变温逆向循环， 非共沸混合制冷剂可以实现。
三、热泵的应用
逆向循环可以用来制冷，也可以用来供 热，或者冷、热同时使用。
用来制冷的逆向循环装置，称为制冷装 置；用来供热时则称为热泵装置。
供热系数：
c
制冷图表的使用
4 4´ 蒸发温度t0时：t0 t´0 1-2 Nhomakorabea3-4-1
1 1´ h
蒸发温度降低为t´0时：
1´-2´-2-3-4-1´
制冷图表的使用
一次节流中间完全冷却双级 蒸汽压缩式制冷循环
一次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环的流程图和 一次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环的流程图和 lgp-h图 图 制冷图表的使用
氨泵供液的双级制冷循环
氨泵供液的一级节流中间完全冷却制冷循环的流程图和 氨泵供液的一级节流中间完全冷却制冷循环的流程图和 lgp-h图 图 制冷图表的使用
制冷图表的使用
复叠式制冷循环原理图 复叠式制冷循环原理图
制冷图表的使用
制冷图表的使用
制冷图表的使用
复叠式制冷循环压焓图 复叠式制冷循环压焓图
• 过热：制冷剂蒸汽的温 过热： 度高于统一压力下饱和 蒸汽的温度。 • 过热循环：压缩机吸入 过热循环： 前的制冷剂蒸汽的温度 高于吸气压力下制冷剂 的饱和温度时，称为吸 气过热，两者温度之差 称为过热度。具有吸气 过热的循环，称为过热 循环。
制冷图表的使用
过热循环在图上的表示
制冷图表的使用
回热对循环的影响
制冷图表的使用
理论循环过程在压焓图上的表示
1）制冷压缩机压缩过程 制冷压缩机压缩过程 2）制冷压缩机冷凝过程 制冷压缩机冷凝过程 3）制冷压缩机膨胀过程 制冷压缩机膨胀过程 4）制冷压缩机蒸发过程 制冷压缩机蒸发过程
制冷图表的使用
理论循环T-s图和 理论循环 图和lgp-h图 图 图和
制冷图表的使用
双级循环和单级循环组成的复叠式 制冷lgp-h图 图
(a) 高温部分
如何看压焓图
教你如何看压焓图在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。
该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1、临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点。
在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。
K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2、三个状态区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度； Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka和Kb之间——湿蒸气区，即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
3、六组等参数线（1）等压线：图上与横座标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。
（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。
（3）等温线：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。
与等熵线比较，等比容线要平坦些。
制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值。
（6）等干度线：从临界点K出发，把湿蒸气区各相同的干度点连接而成的线为等干度线。
它只存在与湿蒸气区。
上述六个状态参数（p、t、v、x、h、s）中，只要知道其中任意两个状态参数值，就可确定制冷剂的热力状态。
在lgp-h图上确定其状态点，可查取该点的其余四个状态参数。
压焓图解读
压焓图解读在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。
该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1、临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点。
在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。
K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2、三个状态区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka和Kb之间——湿蒸气区，即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
3、六组等参数线制冷剂的压-焓（LgP-E）图中共有八种线条：等压线P(LgP)，等焓线（Enthalpy），饱和液体线（Saturated Liquid），等熵线（Entropy），等容线（Volume），干饱和蒸汽线(Saturated Vapor)，等干度线(Quality)，等温线（Temperature) （1）等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。
（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。
（3）等温线：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输出 输入 =
制冷量. 制冷量 输入功率 制冷量 输入功率
效率 > 1
制冷系数 (COP) =
= 3.9 ….. 5.5
机组上常见部件： 机组上常见部件：
1. 热力膨胀阀
根据压缩机吸气过热度自动调节阀的开度,防止压缩机带液. 根据压缩机吸气过热度自动调节阀的开度,防止压缩机带液.
2. 干燥过滤器
把水分和污物过滤掉以免堵塞膨胀阀和保护电机. 把水分和污物过滤掉以免堵塞膨胀阀和保护电机. 分子筛:去水. 分子筛:去水. 活性铝:去水和酸. 活性铝:去水和酸.
制冷循环
冷却塔
冷凝器 电机 压缩机 蒸发器 膨胀阀
压焓图
压力 制冷剂将热传给外界
节流装置 冷凝器
压缩机
制冷剂吸收热负荷
蒸发器
焓
压焓图
冷却塔 压力
85 95 44 54
蒸发器
焓
制冷循环
压力 P
P1
1
制冷效率 = h3 - h1 输入功率 = h4 - h3 冷凝热量 = h4 - h1 冷凝热量 冷凝 绝热 膨胀
P-H 图 压力 P
T T T T
1 2 3 4
温度线
液体
气液混合
蒸气
冷却 温度下降
冷凝
定温定压 加热 温度上升
蒸发
定温定压
焓H
蒸汽压缩式制冷循环
482.3kPa
蒸发器
膨胀阀
低压 高压
压缩机
液体
1812kPa 蒸气
冷凝器
制冷循环
制冷设备
蒸气压缩循环
四个主要组成部分: 四个主要组成部分:
压缩机 冷凝器 节流（膨胀） 节流（膨胀）装置 蒸发器
HCFCHCFC-123 HCFCHCFC-22
被代替为： 被代替为：
??? HFCHFC-407C/
HFCHFC-410A 非共沸/ 非共沸/近共沸工质
R-22替代工质对比 22替代工质对比
项 目 R-134a R-407 C R-410 A
组分 % 混合比例 全球变暖潜能 对比R22制冷量 对比R22效率
0.29 65% 100%
R32/R125/R134a 23/25/52 0.37 105% 95-105%
R32/R125 50/50 0.44 140% 95-105%
油路系统
油的作用： 油的作用： 1.压缩机运动部件的润滑. 1.压缩机运动部件的润滑. 压缩机运动部件的润滑 2.密封,减少高低压之间的制冷剂泄漏. 2.密封,减少高低压之间的制冷剂泄漏. 密封 要求: 要求: 1.油能够同制冷剂(液体)互溶. 1.油能够同制冷剂(液体)互溶. 油能够同制冷剂 1)保证油能随制冷剂到达压缩机的每一个运动部件上. 1)保证油能随制冷剂到达压缩机的每一个运动部件上. 保证油能随制冷剂到达压缩机的每一个运动部件上 2)油不会沾在管子表面,影响换热器换热效果. 2)油不会沾在管子表面,影响换热器换热效果. 油不会沾在管子表面 3)在干式系统中,油氟混合能保证压缩机从系统中回油. 3)在干式系统中,油氟混合能保证压缩机从系统中回油. 在干式系统中 2.足够的粘度. 2.足够的粘度. 足够的粘度 1)油的粘度关系压缩机轴承的寿命,(开机前加热) 1)油的粘度关系压缩机轴承的寿命,(开机前加热) 油的粘度关系压缩机轴承的寿命,(开机前加热 2)油的粘度影响蒸发器的换热效果. 2)油的粘度影响蒸发器的换热效果. 油的粘度影响蒸发器的换热效果
京都协议细节
各成员国负责其内部政策 总目标必须实现 6种气体包含 (CO2, HFCs, CH4, PFCs, SF6, N2O) 没有特别的气体禁止 承认“sinks” 承认“sinks” 允许限额贸易
制冷效率对照
工况 平均蒸发温度 过热度 平均冷凝温度 过冷度 等熵压缩效率 电机效率 控制及其他好用功率 制冷剂 理论循环 (%) (° (° C) F) 6.7 44.0 0.0 0.0 29.4 85.0 0.0 0.0 100 100 0 COP 耗电指标 (kW/k (KW/ton) W) 11.52 0.31 10.92 0.32 10.85 0.32 11.38 0.31 10.89 0.32 10.51 0.33 10.72 0.33 11.17 0.31 6.44 0.55 典型工况 (° C) (%) (° F) 5.0 41.0 1.0 1.8 35.0 95.0 5.0 9.0 80 90 0 COP 耗电指标 (kW/k (KW/ton) W) 6.60 0.53 6.26 0.56 6.19 0.57 6.54 0.54 6.26 0.56 5.99 0.59 6.16 0.57 6.26 0.56 N/a N/a
制冷设备
压缩机
提升压力 低压（低温）气体被吸入压缩机并被压缩成高压（高温） 低压（低温）气体被吸入压缩机并被压缩成高压（高温） 气体 活塞式、双 / 单螺杆、回转式 活塞式、 单螺杆、 离心
冷凝器
从压缩机出来的高温制冷剂气体进入冷凝器， 从压缩机出来的高温制冷剂气体进入冷凝器，在一定压 力下释放热量变成液体。 力下释放热量变成液体。 高温制冷剂在冷凝器中冷凝。 高温制冷剂在冷凝器中冷凝。
冷凝温度的影响
高冷凝温度 :
压力 P
- 制冷量几乎不变 - 输入功率增加 - COP下降 COP下降
RE
输入功率
RE = 制冷效率
输入功率
液体过冷
蒸发冷量增加 防止经过膨胀阀时出现闪发气体
换热效果的影响因素
水侧：流速，流量，污垢， 水侧：流速，流量，污垢，成分 氟侧：制冷剂流速，数量， 氟侧：制冷剂流速，数量，油，空气 换热管的换热效果。 换热管的换热效果。
油路系统
3.油的存在影响制冷剂的迁移. 3.油的存在影响制冷剂的迁移. 油的存在影响制冷剂的迁移 停机状态,制冷剂逐渐向制冷剂分压力低的位置迁移. 停机状态,制冷剂逐渐向制冷剂分压力低的位置迁移. 压缩机和油分停机需要加热. 压缩机和油分停机需要加热. 4.POE油的吸水性. 4.POE油的吸水性. 油的吸水性 POE油有很强的吸水性 油有很强的吸水性. 1) POE油有很强的吸水性. 油中的水用抽真空的方法不易抽出. 2) 油中的水用抽真空的方法不易抽出. 5.油气分离 5.油气分离 1)油气分离需要一定的过度度. 1)油气分离需要一定的过度度. 油气分离需要一定的过度度 2)分离方法:碰撞,转向,填料. 2)分离方法:碰撞,转向,填料. 分离方法
若换热效果变差，接近温度将上升。 若换热效果变差，接近温度将上升。 停机状态，接近温度=0 停机状态，接近温度=0 可以用这种方法来判断制冷剂中是否有空气。 可以用这种方法来判断制冷剂中是否有空气。 蒸发温度-------制冷量 制冷量， 蒸发温度-------制冷量，制冷效率 冷凝温度-------压缩机功率 压缩机功率， 冷凝温度-------压缩机功率，制冷效率
蒙特利尔协议
1974年， 罗兰和莫利纳的理论指出臭氧在大 1974年， 罗兰和莫利纳的理论指出臭氧在大 气层中正在减少 1985年在南极证实了臭氧正在减少 1985年在南极证实了臭氧正在减少 1987年蒙特利尔协议签定 1987年蒙特利尔协议签定 包括在发达国家终止一些特殊化学制品
逐渐停止
HCFC 时间表; 时间表; 1996 生产能力 (1989年HCFC生产量加1989 (1989年HCFC生产量加1989 年CFC生产量的2.8%) CFC生产量的2.8%) 2004 65% 2010 35% 2015 10% 2020 0.5% 不增加新的设备 2030 0%
R-11 R-12 R-22 R-500 R-123 R-134a
23.82 -29.79 - 40.76 - 33.5 27.87 - 26.16
术语释义
显热 潜热
是能够被感测到的热量。它能导致物质的温度发生变 化，但不改变其状态。 是指吸收或放出热量时只改变物质的状态，而不改变 其温度。
熔化潜热 汽化潜热 液态潜热
冷水机组基本知识
常见单位
美国冷吨（1RT=3516W） 美国冷吨（1RT=3516W） HP ℃ F psia psig psi (1bar=14.7 psi) Micro
压缩机基础知识
容积式压缩机(商业/工业应用) 容积式压缩机(商业/工业应用)
速度型 (离心式 离心式) 离心式 容积式 (螺杆 螺杆) 螺杆
是指物质从固态变为液态或由液态变为固态时 吸收或放出的热量。 是指物质从液态变为气态时所需的热量。 是指物质从气态变为液态放出的热量。
基本概念
饱和蒸气：气态和液态共存。 饱和蒸气：气态和液态共存。 过冷：冷凝后的制冷剂温度低于冷凝温度。 过冷：冷凝后的制冷剂温度低于冷凝温度。 液态制冷剂中无蒸气时才会出现过冷。 液态制冷剂中无蒸气时才会出现过冷。 过热：蒸气的温度超过沸点。 过热：蒸气的温度超过沸点。过热时制冷剂 完全为气态。 完全为气态。 压力温度对应表：饱和制冷剂的温度和压力 压力温度对应表： 之间存在一一对应关系。 之间存在一一对应关系。
4
P2
蒸发
2
吸收热量
3
h1=h2 RE = 制冷效率
h3
h4 输入功率
焓-H
制冷循环
压力 P
过冷
冷凝 膨胀
蒸发 蒸发过热
RE = 制冷效率
输入功率
理想制冷循环
基本过程
压缩 冷凝放热 液体过冷 膨胀 蒸发制冷量 吸气过热
制冷循环
压力 P
膨胀 过冷 冷凝
蒸发 蒸发过热
RE = 制冷效率
输入功率
效率 =
压力/ 压力/温度
换热器中制冷剂的饱和压力和饱和温度，取决于热交 换热器中制冷剂的饱和压力和饱和温度， 换的换热效果。 换的换热效果。
蒸发温度=冷冻水的出水温度蒸发温度=冷冻水的出水温度-接近温度 蒸发温度=冷却水的出水温度+ 蒸发温度=冷却水的出水温度+接近温度 一般情况下，接近温度取1 一般情况下，接近温度取1-2℃