制冷 PPT
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第1章制冷方法-PPT课件
2.4.1
布雷顿制冷循环
一、等熵膨胀制冷 高压气体绝热可逆膨胀过程，称为等 熵膨胀。气体等熵膨胀时，有功输出， 同时气体的温度降低，产生冷效应。 常用微分等熵效应 α s 来表示气体等熵 膨胀过程中温度随压力的变化
T αs p s
因 α s 总为正值，故气体等熵膨胀时温度总 是降低，产生冷效应。
2.1 物质相变制冷
气体
凝华
升华 冷凝 凝固 熔解 蒸发
固体
液体
液体蒸发制冷
NEXT
2.1.1 蒸气压缩式制冷
包含： 压缩机 冷凝器 节流阀 蒸发器
2.1.2 蒸气吸收式制冷
包含： 吸收器 发生器 溶液泵 热交换器 冷凝器 节流阀 蒸发器
工作原理：一定的液体对某种制冷剂气 体的吸收能力随温度不同而变化
吸收工质对∶水-氨；溴化锂水溶液-水
消耗热能
2.1.3 吸附式制冷
工作原理：一定的固体吸附剂对某种制 冷剂气体的吸附能力随温度不同而变化
间歇制冷，可采用两个以上吸附器实现 连续制冷
吸附工质对∶沸石-水；硅胶-水；活性炭
-甲醇；氯化锶-氨；氯化钙-氨
有物理吸附和化学吸附两种方式
如果将电源极性互换，则电偶对的制冷端 与发热端也随之互换。
NEXT
多级热电堆
一对电偶的制冷量是很小的，如φ 6xL7 的电偶对,其制冷量仅为3.3～4.2kJ/h
为了获得较大的冷量可将很多对电偶对 串联成热电堆，称单级热电堆
单级热电堆在通常情况下只能得到大约 50℃的温差。为了得到更低的冷端温度，可 用串联、并联及串并联的方法组出多级热电 堆，图2-166示出多级热电堆的结构型式。
顺磁体：不同的磁介质产生的附加磁
制冷和低温技术原理第2章制冷方法ppt课件
一方面在吸收器中，吸 另一方面，发生后 收剂吸收来自蒸发器的 的溶液重新恢复到 低压制冷剂蒸气，形成 原来成分，经冷 富含制冷剂的溶液，再 却，节流后成为具 将该溶液用泵送到发生 有吸收能力的吸收 器，经加热使溶液中的 液，进入吸收器， 制冷剂重新以高压气态 吸收来自蒸发器的 发生出来，送入冷凝器。 低压制冷剂蒸气。
3 膨 胀 阀
4
冷却介质
冷凝器 蒸发器
2 压缩机
1 被冷却介质
蒸气压缩式制冷的基本系统图
冷凝器
膨胀阀
低温低压的 制冷剂液体 与被冷却对
象发生热交 换，吸收被 冷却对象的 热量并汽化
形成冷剂蒸 气。
低压蒸气被 压缩机吸入 ，经压缩后 形成高温高 压蒸气排 出。
压缩机排出 的高压制冷 剂气体进入 冷凝器，被 冷却水或空 气冷却、冷 凝，成高压 液体。
令直流电通过半导体热电堆，即可在 一端产生冷效应，另一端产生热效应。
高压气体经绝热膨胀即可达到较低 温度，令低压气体复热即可制取冷量。
高压气体经涡流管膨胀后即可分离冷, 热两股气流，用冷气流的复热过程即 可制冷。
3
2.1 物质相变制冷
2.1.1 相变制冷概述
液体蒸发制冷
固体相变制冷
以流体为制冷剂，通 过一定的机器设备构 成制冷循环，利用液 体汽化时的吸热效应 ，实现对被冷却对象 的连续制冷。
吸热（冷接点） 铜片
P
N
放热（热接点）
-
+
半导体制冷原理图
2. 单级热电堆式半导体制冷 的基本原理
单级热电堆：
单级热电堆式半导体制冷
将数十至数百个热电偶电堆串联，将冷端排在一起，
热端排在一起，组成热电堆，称为单级热电堆。
(完整ppt)空调用制冷技术 课件
蒸气压缩式制冷理论循 环的两种损失
节流过程带来的节流损失；
T
Tk
3
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
干压缩所产生的过热损失； 有传热温差的热交换
b' b a' a s
图1.5 理论循环T—S图
2020/2/5
18
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
3）热交换过程的传热温差 在蒸发器和冷凝器实际传热过程中，制冷剂与冷源和热源 由于存在温差，使得制冷系数低于理想过程的制冷系数， 传热温差越大，制冷系数降低越多。 一般蒸发温度比被冷却介质温度低５～７℃,冷凝温度要 高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。
2020/2/5
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绪论
③低温和超低温：-253～接近-273 ℃(20～接近0 K)。 2）应用：1)空气调节
2)食品的冷冻和冷藏 3)食品加工 4)工业生产及农牧业 5)建筑工程 6)能源与动力工程 7)国防工业 8)医疗卫生
2020/2/5
3
绪论
2、制冷技术的发展
1755年苏格兰科学家库伦（Cullen）发表论文《液体蒸发 制冷》，人们以此作为人工制冷史的起点。
膨胀阀不做功，损失了膨胀功； 2）过热损失： 湿压缩 ①制冷量减少；
②导致气缸液击，使压缩机汽缸遭到破坏。 为了实现干压缩可在压缩机出口处设置气液分离器
压缩机运行时严禁发生湿压缩
2020/2/5
16
冷凝器、蒸发器、冷水机组
2020/2/5
17
第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
采用干压缩过程可以增加 单位质量制冷能力，由于 压缩终状态是过热蒸气， 压缩机功耗大，制冷系数 低，降低程度称为过热损 失
节流过程带来的节流损失；
T
Tk
3
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
干压缩所产生的过热损失； 有传热温差的热交换
b' b a' a s
图1.5 理论循环T—S图
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第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
3）热交换过程的传热温差 在蒸发器和冷凝器实际传热过程中，制冷剂与冷源和热源 由于存在温差，使得制冷系数低于理想过程的制冷系数， 传热温差越大，制冷系数降低越多。 一般蒸发温度比被冷却介质温度低５～７℃,冷凝温度要 高于冷却介质温度５～７℃,以保证必要的传热温差。
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2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绪论
③低温和超低温：-253～接近-273 ℃(20～接近0 K)。 2）应用：1)空气调节
2)食品的冷冻和冷藏 3)食品加工 4)工业生产及农牧业 5)建筑工程 6)能源与动力工程 7)国防工业 8)医疗卫生
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绪论
2、制冷技术的发展
1755年苏格兰科学家库伦（Cullen）发表论文《液体蒸发 制冷》，人们以此作为人工制冷史的起点。
膨胀阀不做功，损失了膨胀功； 2）过热损失： 湿压缩 ①制冷量减少；
②导致气缸液击，使压缩机汽缸遭到破坏。 为了实现干压缩可在压缩机出口处设置气液分离器
压缩机运行时严禁发生湿压缩
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冷凝器、蒸发器、冷水机组
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第二节 蒸汽压缩式制冷的理论循环
采用干压缩过程可以增加 单位质量制冷能力，由于 压缩终状态是过热蒸气， 压缩机功耗大，制冷系数 低，降低程度称为过热损 失
制冷原理培训教材(PPT44页)
工质膨胀推动活塞做功过程 活塞面积A
术
移动距离L
推动功只有在工质移动位置时才起作用
1.2 热力学第一定律
1.2.2 热力学第一定律的基本能量方程式
制
冷
进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加
原
理
与
任何系统，任何过程均可据此原则建立能量平衡式
技
术
1.2 热力学第一定律
1.2.3 能量方程式的应用
1.1.3 气体状态变化过程方程
气体状态的变化，主要表现为压力和温度的变化，而压力的变化是由比
制
体积的变化得来的（压缩式循环中），或者是由温度变化得来的（在吸 收式循环中）。
冷
• 过程方程 ： p n 定值
原
∆ 绝热过程：指数n=k，称为绝热过程指数 k c p cv
理
∆ 等温过程：n=1
与
∆ 多变过程：介于两者间有热量交换的过程，1<n<k
制 冷 原 理 与 技 术
1.5.1 循环特点
• 热源温度不变的逆向可逆循环
• 具有两个可逆的等温过程和 两个等熵过程组成。
• 在相同温度范围内，它是 消耗功最小的循环，即热力 学效率最高的制冷循环，因 为它没有任何不可逆损失。
CARNOT REFRIGERANTION CYCLE
T0
4
3
Absolute Temp.
制冷原理培训教材(PPT44页)
制 冷 原 理 与 技 术
制冷原理培训教材(PPT44页)
制冷原理培训
2008.03
目录
制
一. 热工基础
冷
原
二. 蒸汽压缩式制冷
理
与
《制冷方法》课件
压缩机、冷凝器、蒸发器和控制系统是制冷系 统的核心组件。
制冷系统的运行原理
通过循环流动的制冷剂，在不同的部件间传递 热量，实现制冷效果。
制冷系统的维护和故障排除
• 定期清洁和更换滤网，确保系统正常运行。 • 注意排气和排水管道的疏通，避免堵塞。 • 定期检查制冷剂的压力和流量，及时发现并修复故障。
《制冷方法》PPT课件
制冷的原理和重要性 • 制冷的定பைடு நூலகம்和基本原理 • 制冷的应用领域和重要性
常见的制冷方法
压缩式制冷
通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发来实现制冷的过 程。
热泵制冷
利用外部能源将低温热量转移到高温环境中。
吸收式制冷
利用溶液的吸热和放热作用，在吸收剂和制冷 剂之间交换热量。
朗肯制冷
通过将气体迅速膨胀来实现制冷效果。
制冷效率和能源消耗
1 制冷效率的评估指标
冷量比、能效比和制冷剂流速等是评估制冷效率的重要指标。
2 节能制冷技术的发展
利用高效压缩机、换热器和控制系统等技术来提高制冷效率。
3 减少能源消耗的方法
优化制冷系统的设计、使用可再生能源和改进维护措施等可以降低能源消耗。
制冷系统的组成和运行原理
制冷系统的主要组成部分
制冷系统的运行原理
通过循环流动的制冷剂，在不同的部件间传递 热量，实现制冷效果。
制冷系统的维护和故障排除
• 定期清洁和更换滤网，确保系统正常运行。 • 注意排气和排水管道的疏通，避免堵塞。 • 定期检查制冷剂的压力和流量，及时发现并修复故障。
《制冷方法》PPT课件
制冷的原理和重要性 • 制冷的定பைடு நூலகம்和基本原理 • 制冷的应用领域和重要性
常见的制冷方法
压缩式制冷
通过压缩、冷凝、膨胀和蒸发来实现制冷的过 程。
热泵制冷
利用外部能源将低温热量转移到高温环境中。
吸收式制冷
利用溶液的吸热和放热作用，在吸收剂和制冷 剂之间交换热量。
朗肯制冷
通过将气体迅速膨胀来实现制冷效果。
制冷效率和能源消耗
1 制冷效率的评估指标
冷量比、能效比和制冷剂流速等是评估制冷效率的重要指标。
2 节能制冷技术的发展
利用高效压缩机、换热器和控制系统等技术来提高制冷效率。
3 减少能源消耗的方法
优化制冷系统的设计、使用可再生能源和改进维护措施等可以降低能源消耗。
制冷系统的组成和运行原理
制冷系统的主要组成部分
制冷与低温原理_图文
(1-13) (1-14)
(1-15)
闭口系完成一循环后，循环中与外界交换的 热量等于与外界交换的净功量
(1-16)
4.2 开口系统的能量平衡
图1-2 开口系统流动过程中的能量平衡
图示开口系统，dτ 时间内，质量
的微
元工质流入截面1-1，质量
的微元工质流出
2-2，系统从外界得到热量 ，对机器设备作功 。
热力完善度
(1-34) (1-35)
(1-36) (1-37)
(1-38)
(1-39)
温度 T
3.热源温度可变时的逆向可逆循环—洛伦兹循环
图1-10 洛伦兹循环的T-s图
洛伦兹循环工作 在二个变温热源 间。
与卡诺循环不同 之处主要是蒸发 吸热和冷却放热 均为变温过程
熵S
(假设制冷过程和冷却过程传热温差均为Δ T )
作为制冷剂应符合的要求
1.热力学性质方面
(1) 工作温度范围内有合适的压力和压力比。 蒸发压力≧大气压力 冷凝压力不要过高 冷凝压力与蒸发压力之比不宜过大
(2) 单位制冷量q0和单位容积制冷量qv较大。 (3) 比功w和单位容积压缩功wv小，循环效率高。 (4) 等熵压缩终了温度t2不能太高，以免润滑条件恶化
是系统为维持工质流动所需的功 ， 称为流动功
3．焓
焓
用符号H表示，单位是焦耳 （J）
H= U+pV
(1-5)
比焓
用符号h表示，单位是焦耳/千克 （J／kg
）
(1-6)
焓是一个状态参数。
焓也可以表示成另外两个独立状态参数的函数 。 如：h=f(T,v) 或 h=f(p,T); h=f(p,v) (1-9)
借传热来传递能量无需物体的宏观移动。
制冷基本原理PPT课件
三、其他换热器
作用：提高工作效率，或用于较低蒸 发温度的系统．
类型：回热器、中间冷却器、冷凝蒸发器和 板式换热器等．
１.回热器
进气
1 进液
出液
2
图4-13 盘管式回热器结构
1-壳体 2-盘管 3-进、出气接管及法兰
出气 3
２、板式换热
降压降温，保证压差：PK P0，TK T0
漏。
❖ 3.具有自动补偿功能。
第7章 辅助设备
辅助设备 作用：完善制冷系统的技术性能，保证可靠的
运行． 分类：制冷剂的贮存、分离、净化设备和润滑
一.目前有哪些主要的制冷方法
气体膨胀制冷 蒸气压缩制冷 固态物质升华制冷
二.蒸气压缩式制冷
1. 基本组成 压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器
第三章 制冷剂
一.什么叫制冷剂 制冷剂就是能从一个地方吸收热量，而 在另一个地方排出热量，以达到制冷目 的的工质。
二.常用的制冷剂概述
1.无机化合物 例如: NH3 H2O 2.氟里昂 例如: R12 R22 R134a 3.碳氢化合物 例如: CH4 C2H6
外平衡热力膨胀阀示意图
外平衡热力膨胀阀的安装位置
感温包的安装位置
三、毛细管 安装位置：冷凝器与蒸发器之间 作 用：作为制冷循环的流量控与 节流元件
工作原理：根据流体在管内流动产生 摩擦阻力，来改变其流 量．管短，压降小，流量大； 反之压降大流量小．
结构特点
❖ 1.结构简单，制造方便，价格低廉。 ❖ 2.没有运动部件，本身不容易产生故障和泄
制空气流动）．
1 水出 水进
2 5
3
A4
7 8 9
10
11
A
B
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大型制冷机
用
1874，Raul Picte，SO2，毒性大，腐蚀
2.1 制冷剂
1929－1930，Thomes Midgley，
R12 最早使用
1974年，发现大气O3层破坏的化学机理
80年代，科学确定CFC（氯氟烃）是引起
O3破坏和温室效应的危害物质。
1987年 蒙特利尔议定书Leabharlann 90年代 HCFC HFC
2.1 制冷剂
2.1.1 对制冷剂的要求
1. 热工性能
(1) 压力适中 在使用温度下
冷凝压力Pc
Pc ≤ 12～15 bar
蒸发压力Pe
适中 Pe B（大气压
力）
1. 热工性能
(2) 单位制冷量适中 制冷装置 Q0＝mq0=vqv 大型装置，q0和qv大，m及v小，压缩机尺
寸小 小型装置， qv适当小一些
3
2
4
1
实际循环的压焓图示
实际制冷循环是怎样的？
实际制冷循环中压缩过程是多变过程； 制冷工质的循环流动有压力损失； 蒸发过程和冷凝过程都有压差； 节流过程是增焓过程； 实际制冷循环的Q0↓、N ↑ 、ε↓ ； 实际循环过程线不同。
第二章 制冷剂与载冷剂 Refrigerant & Second Coolant
(1) 与润滑油的溶解性
溶油性与温度有关。 温度变化时，完全溶油与有限溶油可
以相互转化。 制冷剂与润滑油的溶解性对制冷装
置有利也有弊。
⊙ 溶油性利弊分析
溶油性好 运动表面形成良好的润滑条件 不影响传热 改变制冷剂 ts = f(ps) 性质， ts 升高，
制冷效果下降。 降低润滑油粘度。 沸腾时泡沫多，蒸发器液面不稳定。
用压焓图，计算解答
已知：制冷量260 kw, 制冷
剂为R22，蒸发温度5℃，
冷凝温度40℃，节流阀
前制冷剂液体温度35℃，
压缩机吸气温度15℃，
3
2
试求：
（1）画出该制冷循环的压焓
4
1
图（示意图）；
（2）作理论制冷循环的热力 计算。
解：该制冷循环的p-h图如下图所示： 据该图按理论制冷循环进行热力计算
无机化合物、烃类、卤代烃以及混合工质 1、无机化合物： R7（整数分子量） NH3－R717 CO2－R744 H2O－R718
2.1.2 制冷剂的种类和表示方法
2、氟利昂 饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称 多为甲烷和乙烷的衍生物 H少，可燃性降低 F多，对人体越无害，对金属腐蚀性小 Cl多，大气压下ts升高，消耗臭氧 含水，冰塞，镀铜
分及种类有关。 1）难溶油或微溶油
与润滑油共存时，有明显分层，油易分离出 来，如氨，CO2，R13，R14，R115等
(1) 与润滑油的溶解性
2）有限溶油 高温时无限溶油 低温时分层：贫油层（富含制冷剂）
富油层（富含油） 如R22、R114、R152和R502 3）完全溶油：与油溶解成均匀溶液，无分层现 象。如R11、R12、R21、R113、R500等
试画出其压焓图
两个蒸发器 的蒸发温度 分别为ta和 tb,制冷剂 流量分别为 ma和mb
解：该制冷循环的p-h图：
3
4 59
2
6 8
1(7)
４到６是制冷剂在蒸发器A的蒸发过程，６到９是制冷剂蒸汽经 阀门的降压过程，５到８是制冷剂流在蒸发器B的蒸发过程。８ 状态与９状态混合为１状态（压缩机的吸气状态），即原图中的 ７状态点。
图 2-1 制冷剂的单位容积制冷能力与沸点的关系
1. 热工性能
(3) 单位理论压缩功和单位容积压缩功
要小，循环性能要高。
(4) 等熵压缩终了温度t2不太高，以
免润滑条件恶化（润滑油粘性降
低，结焦）或制冷剂自身在高温
下分解。
2. 物理化学性质
(1) 与润滑油的溶解性 溶解性与制冷剂状态、制冷剂和润滑油各自成
TEW D IE IE
D G EW (L N P M )
IE NEb
国际认可的条件
LCGWP +LCODP ×105≤100 其中： LCGWP=[GWP ·(Lr×N +α) ·Rc]/ N LCODP=[ODP ·(Lr×N +α) ·Rc]/ N
2.1.2 制冷剂的种类和表示方法
2. 物理化学性质
(2) 溶水性 溶水性差的缺点：“冰堵”（“冰塞”） 溶水性强的问题：“水解腐蚀”
所以，制冷剂含水量应严格控制 (3) 导热系数、换热系数大：减少传热面积 (4) 粘度、密度小：耗功小，管道直径小 (5) 对金属及其他材料无腐蚀及浸蚀作用 (6) 有化学稳定性，不燃、不爆，不分解。
基本要求 1、从热力学、物理化学、安全性及环境性
能等方面了解对制冷剂的要求 2、常用R717、 R134a、R22等制冷剂主
要性质及使用注意事项 3、了解载冷剂种类、使用场合及选择方法。
2.1 制冷剂 Refrigerant
作用：制冷系统的工作流体，“血液” 循环流动－自身热力状态循环变化－与
全球变暖潜值（Global Warming Potential, GWP ）
大气寿命（排放到大气层的制冷剂被分 解一半时所需要的时间，Atmospheric Life）等。
变暖影响总当量TEWI
变暖影响总当量TEWI（Total Equivalent Warming Impact）综合考虑了制冷剂对全 球变暖的直接效应DE和制冷机消耗能源而 排放的CO2对全球变暖的间接效应IE。
3. 环境友好性能
(1) 对人体健康无害，无毒，无臭，无刺激 气味
毒性级别：豚鼠在制冷剂蒸气中发生生理变 化而定1-6。NH3：2级，R22：5级
(2) 不破坏大气环境，或对大气危害小 (3) 容易获得，价廉
环境友好性能参数
消耗臭氧层潜值（Ozone Depletion Potential, ODP ）
单位容积制冷能力（kJ/m3）
5000
R32
4000
R410A
R717
3000
R407C R143a R22
R404A R502 R125 R290
2000
R12 R134a
蒸发温度：0℃ 冷凝温度：50℃ 再冷度：0℃ 过热度：0℃
1000
R11 R123
0
-60
-40
-20
0
沸点（℃）
20
40
外界发生能量交换
冷凝－放热
－基本要求
制冷剂要相变
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
2.1 制冷剂发展简史
1834 乙醚，低温Pe<B，漏入空气易爆
1866，Windhausen，CO2，使用温度下
压力高（Pc＝80 MPa）
1870，Carl Linde，NH3，气味，安全性