制冷技术中的常用术语及图表

• 压缩机每输送1kg制冷剂蒸汽所消耗的功称单位理论功，用W0表示。 • 在理论循环中 W0＝h2－h1( kJ/kg ) • 式中 h1 — 吸入状态下制冷剂的焓； h2 — 排气状态下制冷剂的焓。
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5、单位冷凝热
• 每千克制冷剂蒸汽在冷凝器中放出的热量称为单位冷凝热，用qk表示 qk＝h2－h4 （ kJ/ Kg）
Qv=q0/v1（KJ/m3） • 式中 v1 — 压缩机吸气状态下制冷剂蒸汽的比容（m3/kg）； q0 — 单位质量制冷量。
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3、制冷剂循环量
• 制冷剂循环量指压缩机单位时间吸入的制冷剂蒸气的质量。用G表示 G=Q0/q0
• 式中：Q0 — 机组的制冷量； q0 — 单位质量制冷量。
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4、单位理论功及理论功率
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2、饱和液体与饱和蒸汽
• 在一密闭容器中，同种物质的液相与气相达到 动态平衡（单位时间从液相中逃逸出去的分子与 从气相回到液相中的分子数量相等）时的状态称 之为平衡状态，处于平衡状态下的液相称为饱和 液体、气相称为饱和蒸汽。
• 物质的平衡状态与压力、温度等因素有关，当 压力、温度改变时，平衡被打破，当压力、温度 等参数稳定后，平衡状态又重新建立。平衡状态 与物质的温度、压力相对应。
5-出液管接头；6-壳体；7-连接螺栓。
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（二）贮液器
贮液器亦称储液筒，是用来贮存制冷循环中的制冷液体，以适应工况变动时制 冷剂流量的变化。
（三）气液分离器 气液分离器是用来分离蒸发器出口的蒸气中的液体，从而保证压缩机为干压 缩。
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图4-19 气液分离器结构示意图 52
制冷自动控制元件
一、热力膨胀阀及毛细管 1．热力膨胀阀 热力膨胀阀是一种能自动调节供液量的节流降压 机构。它是利用蒸发器出口处制冷剂蒸气的过热 来调节制冷剂流量的。
处于过冷状态。
• bk饱和蒸汽线。 • bk右侧的区域为过热蒸汽区，位于该区域的蒸汽
处于过热状态。 • 饱和液体线与饱和蒸汽线中间的区域为汽—液共
存区。
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制冷循环在T-S图上的表示
• 1－2 为压缩机中的绝热等熵过程，压缩机吸入 状态为1（饱和蒸汽），排出状态为2（过热蒸
汽），制冷剂的压力由P0（吸气压力）变为PK
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图4-20 热力膨胀阀结构及原理图 （a）结构图；（b）工作图；（c）受力图。
1-毛细管；2-阀体；3-阀座；4-阀芯； 5-弹簧；6-调整杆；7-感温包；8-膜片；9-推杆。
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2．毛细管 当流体沿管内流动时，由于管道摩擦阻力而产
生压降，管径越小、管子越长则流动阻力就越大， 产生的压降也越大。
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冷凝器的类型及常见结构
冷凝器按冷却介质和冷却方式的不同分为三 种类型： 水冷式冷凝器——用水作为冷却介质； 空气冷却式冷凝器，亦称风冷式冷凝器—— 用空气作为冷却介质； 蒸发式冷凝器——用水和空气作为冷却介质， 主要是靠水蒸气把热量带走。
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图4-14 上进下出式冷凝器 1 –分质内部具有的各种能量的总称。 • 包括：内动能和内位能两部分。
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6、焓
• 对于开口系统，当工质流进（或流出）系统时， 不仅把工质所具有的内能带入（或带出）系统， 而且还把它所获得的推动功也带入（或带出系 统），就是说对于开口系统，当工质流进（或流 出）系统时，它的内能和推动功总是同时出现。 为计算方便，把工质的内能和推动功之和定义为 焓。
• 2、排气过程：当气缸压力大于排气阀阻力时，气缸内气体排除压缩 机。
• 3、膨胀过程：排气过程结束后，活塞由上止点向下止点移动，残留 在活塞内的高压气体随气缸容积的扩大而膨胀。
• 4、吸气过程：活塞由上止点向下止点移动过程中，当气缸内压力低 于外界压力时，进气阀开启，外界气体进入压缩机。
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第四节 制冷设备
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3、理论循环的热力计算
• 1、单位质量制冷量 • 一千克制冷剂液体在蒸发器中蒸发吸收的热量称为单位质量制冷量，用q0表
示。 q0＝h1－h5（kJ/kg） • 式中 h1 — 出蒸发器制冷剂的焓； h5 — 进蒸发器制冷剂的焓。
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2、单位容积制冷量
• 单位容积制冷量是指吸气状态下每立方米制冷剂蒸汽在蒸发器中制得的冷量， 用qV表示
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图4-16 直接蒸发式空气冷却器及其安装位置示意图 （a）横向垂直；（b）水平；（c）倾斜。 1-膨胀阀；2-分液器；3-分液管； 4-汇集管；4-回气管；6-感温包。
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在实际的制冷系统中，为改善制冷装置的工作条件，提高运 行的经济性和安全可靠性，还必须设一些辅助设备，如贮
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图4-15 横进横出式冷凝器
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（二）蒸发器 蒸发器是制冷机的另一主要热交换设备。在蒸发器中，制冷剂液体在较低温
度下蒸发（沸腾）而转变为蒸气，利用制冷剂的蒸发潜热，吸收被冷却介质 的热量而使被冷却介质的温度降低。所以，蒸发器是制冷系统中产生和输出 冷量的设备。
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蒸发器的类型及常见结构
第一节 制冷技术中的常用术语及图表
一、制冷技术中常用的热力学参数 制冷技术中常用的状态参数有六个：温度T、压力P、比容v，
内能u、焓h，熵s。
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1、压力
• 1、压力是指单位面积上所承受的垂直作用力，又称压强，以P表示
• 2、压力单位
• 国际单位制中，压力单位以N/m2计算，称帕斯卡（Pa）
• 常用兆帕（MPa）、千帕（KPa）作为实用单位，并以巴（bar）和物理 大气压（atm）为暂时并用单位。其换算关系为：
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3、往复式曲柄连杆压缩机的构造
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4、往复式曲柄连杆压缩机的运用参数
• 1、JH514Y 制冷量：15.54KW 输入功率：5.4KW 气缸数：3 • 2、JH519Y 制冷量：20.9KW 输入功率：7.2KW 气缸数：4
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第四节 制冷设备
在制冷设备中，除有起主导作用的压缩机外，还必须包括起换热作用的换 热器——蒸发器和冷凝器。 （一）冷凝器 冷凝器是制冷机的主要热交换设备。其作用是使从压缩机出来的高温高压制 冷剂蒸气在其中向冷却介质——水或空气放热，冷却、冷凝成高温高压的过 冷液体。
采用毛细管——小内径（0.6-2.0mm）并有一定 长度（0.6-2.5mm）的紫铜管，代替膨胀阀作为节 流降压元件，这就是毛细管节流装置。
• 1Mpa＝106Pa
• 1bar＝105Pa
• 1atm（标准大气压）＝1.01325bar
• 在工程制单位中，压力常采用工程大气压（at），毫米汞柱等，其换算 关系为：
• 1at＝1kgf/cm2
•
1atm＝1.033kgf/cm2＝760mmHg
• 在工程计算中可以近似的认为：
•
1atm＝1at
• 五态： • 未饱和液体状态：过冷区内任一点 • 饱和液体状态：饱和液体线上任一点 • 湿饱和蒸汽状态：湿饱和蒸汽区内任 • 一点 • 干饱和蒸汽状态：饱和蒸汽线上任一点 • 过热蒸汽状态：过热蒸汽区内任一点
图5－4 蒸汽压缩式制冷理论循环图
• 六组等参数线群为： • 等压线：与横坐标平行的水平线 • 等焓线：与纵坐标平行的垂直线 • 等温线（T）：在过冷区内近于垂直h轴；在湿蒸汽区为水平线；在过热蒸汽区则弯曲向下。 • 等熵线：向右上方倾斜的实线。 • 等比容线：向右上方倾斜但比等熵线平缓的虚线。 • 等干度线；仅在湿蒸汽区内存在近似平行于饱和液体线或饱和蒸气线的线。
• 比容 单位质量工质占有的容积称为比容。用符号v表示，单位为m3/kg。
• 密度 单位容积工质的质量称为密度，用符号表示。单位kg/m3 。
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4、比热
• 单位质量的物质，温度每升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量，称为比热。 • （1）质量比热，容积比热、摩尔比热 • （2）定容比热、定压比热
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第三节 制冷压缩机的分类及工作原理
• 1、压缩机的作用 在电动机的带动下压缩和输送制冷剂蒸气，使制冷剂
在系统中循环制冷。 • 2、压缩机的分类 • 容积型：
往复式：活塞式 回转式：滚动转子式，滑片式，单螺杆式，双螺杆式， 涡旋式。 • 速度型：离心式
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3、压缩机的工作过程
• 1、压缩过程：活塞由下止点向上止点移动，气缸容积减少，压力增 大，气体被压缩。
液器、气液分离器、二干、燥辅过滤助器设等备。
（一）干燥过滤器 在客车空调装置制冷系统节流装置前的输液管上，都装 有干燥过滤器，它是制冷系统的净化设备。其作用是消除 制冷剂中的水分和机械杂质。 干燥过滤器主要由壳体，滤网，干燥剂，进、出液管接 头等组成
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图4-17 干燥过滤器 1-进液管接头；2-压盖；3-滤网；4-干燥剂；
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蒸汽压缩式制冷理论循环的P－h图
图上各线段代表循环的不同过程。
1－2：绝热压缩过程
2－3－4：冷凝器中的冷却、冷凝过程
4－5：等焓节流过程
5－1：蒸发器中的蒸发过程
单位制冷量：q0＝h1－h5（KJ/kg）
单位理论功：W0＝ h2－h1（KJ/kg）
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第二节 蒸汽压缩式制冷循环的组成及工作原理
•
1MPa＝10kg/cm2
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2、温度
• 温度是表示物体冷热程度的参数。 • 测量温度的标尺称为温标。常用的温标有三种：
摄氏温标：用符号t表示，单位为℃ 绝对温标：用符号T表示，单位为K 华氏温标：用符号tF表示，单位为℉
• 绝对温度与摄氏温度间的换算关系是：
T＝t＋273.15（K）
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3、比容
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4、全封闭活塞式压缩机的构造
• 1、什么是全封闭式压缩机 全封闭式压缩机是将所用的电动机转子直接安装在压缩机曲轴的一端，连
同电动机一起密封在一个耐压金属壳内，在封闭外壳的表面上引出吸、排气 管及电源的三个接线柱，这种结构的压缩机称封闭式压缩机。
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2、全封闭式压缩机的分类
• 全封闭式压缩机一般分为往复式和旋转式。 • 车辆空调中应用最广的是往复式曲柄连杆压缩机。
• 蒸气压缩式制冷的理论循环 • 1、定义
借助压缩机的作用，使制冷剂在系统中循环流动，在冷凝器中制冷剂由汽态 冷凝成液体，放出热量，在蒸发器中制冷剂由液态变成汽态，吸收热量，我 们把这种制冷方式叫做蒸汽压缩式制冷。
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2、设备及流程
蒸气压缩式制冷循环一般由压缩机、 冷凝器、节流装置、蒸发器、冷凝风机，蒸发器风机组成。
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3、过冷液体与过热蒸汽
• 过冷液体是指液体的温度低于所处压力下饱和液体温度的液体。 • 液体的实际温度与冷凝压力下的饱和温度之差称为过冷度 。 • 过热蒸汽是指蒸气的温度高于所处压力下饱和汽体温度的蒸汽。
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三、制冷技术中常用的图表
• 1、T－S图 • ak饱和液体线。 • ak左侧的区域为过冷液体区，位于该区域的液体
（排气压力）。 • 2－3为压缩机排气在冷凝器中的冷却、冷凝过程。 • 3－4为节流装置中的等焓节流过程。 • 4－1为制冷剂在蒸发器中的等压汽化过程。吸收
外界热量。
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2、P－h图
• 三区： • 过冷液体区：饱和液体线左侧区域 • 湿饱和蒸汽区：饱和液体线与饱和蒸气线之间区域 • 过热蒸汽区：饱和蒸汽线右侧区域
• 式中 • h2 — 冷凝过程初的焓；
h4 — 冷凝过程终了的焓。
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0
6、制冷系数
• 制冷系数是循环的单位制冷量与单位理论功之比，用 表示
• 制冷系数表示消耗一个单位的功所能得到的冷量。
•
在给定条件下制冷系数越大，说明制冷循环的经济性越好，它是衡量制冷循
q 环先进性的重要指标。
0
＝ 0
0
W0
蒸发器按冷却介质的不同分为冷却液体（水、盐水等） 的蒸发器和冷却空气的蒸发器两种。冷却液体的蒸发器有 壳管卧式蒸发器、干式蒸发器和沉浸式蒸发器；冷却空气 的蒸发器有冷却排管和直接蒸发式空气冷却器两种。
直接蒸发式空气冷却器也称冷风机，它适用于各种空调 机组、冷藏库及低温试验箱中。它的特点是制冷剂在蛇管 内吸热蒸发，管外空气在风机作用下强迫流动。由于空气 是强迫流动，所以传热系数比冷却排管高。车辆制冷系统 中，采用的蒸发器均为直接蒸发式空气冷却器。
• h＝u＋Pv（KJ/kg）
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7、熵
• 在传热过程中，温差是传热的动力，一定也有一个参数，它的变化是衡量是 否传热的尺度，这个参数定义为熵，用S表示，1kg工质的熵称为比熵。
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二、制冷技术中的常用术语
• 1、汽化与冷凝 物质由液态转变为汽态的过程称为汽化。汽化有两种方式：
• 蒸发 — 液体表面发生的汽化现象 • 沸腾 — 液体内部和表面同时发生汽化的现象 • 无论是蒸发还是沸腾，都是吸热过程，吸收的热量叫汽化潜热。