制冷循环.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
工程热力学制冷循环课件
价其性能优劣。
影响性能因素分析
蒸发温度与冷凝温度
蒸发温度越低、冷凝温度越高，制冷系数越 低，性能下降。
制冷剂性质
不同制冷剂的热力性质不同，对制冷循环性 能产生显著影响。
过冷度与过热度
适当的过冷度和过热度有利于提高制冷系数， 但过度增加会导致性能下降。
压缩机效率
压缩机效率越高，输入功越小，制冷循环性 能越好。
THANKS FOR WATCHING
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优化设计策略探讨
优化蒸发器和冷凝器设计
提高传热效率，降低传热温差，有利 于提高制冷系数。
采用高效压缩机
选用高性能压缩机，降低输入功，提 高制冷循环经济性。
优化制冷剂选择
选用环保、高效制冷剂，提高制冷循 环性能。
系统集成与优化
通过系统集成和优化设计，降低系统 能耗和成本，提高整体性能。
06 工程应用案例分析
螺杆式压缩机
利用螺杆的旋转运动，使 制冷剂在压缩腔内受到挤 压和输送。具有高效、低 噪音等特点。
离心式压缩机
通过叶轮的高速旋转，使 制冷剂在离心力作用下获 得动能并压缩。适用于大 型制冷系统。
冷凝器、蒸发器及节流装置
冷凝器
节流装置
将高温高压的制冷剂蒸气冷却为饱和 液体，释放热量给冷却介质。通常采 用风冷或水冷方式。
04 热电偶合式制冷循环
热电偶合式制冷原理
塞贝克效应
利用两种不同材料之间的 温差产生电压。
帕尔贴效应
当有电流通过由两种不同 材料组成的回路时，在结 点处会吸收或放出热量。
汤姆逊效应
当电流通过有温度梯度的 导体时，导体将吸收或放 出热量。
热电偶材料选择与性能
材料选择
选择具有高热电势、低电阻率、高导 热率、良好机械性能和化学稳定性的 材料。
影响性能因素分析
蒸发温度与冷凝温度
蒸发温度越低、冷凝温度越高，制冷系数越 低，性能下降。
制冷剂性质
不同制冷剂的热力性质不同，对制冷循环性 能产生显著影响。
过冷度与过热度
适当的过冷度和过热度有利于提高制冷系数， 但过度增加会导致性能下降。
压缩机效率
压缩机效率越高，输入功越小，制冷循环性 能越好。
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优化设计策略探讨
优化蒸发器和冷凝器设计
提高传热效率，降低传热温差，有利 于提高制冷系数。
采用高效压缩机
选用高性能压缩机，降低输入功，提 高制冷循环经济性。
优化制冷剂选择
选用环保、高效制冷剂，提高制冷循 环性能。
系统集成与优化
通过系统集成和优化设计，降低系统 能耗和成本，提高整体性能。
06 工程应用案例分析
螺杆式压缩机
利用螺杆的旋转运动，使 制冷剂在压缩腔内受到挤 压和输送。具有高效、低 噪音等特点。
离心式压缩机
通过叶轮的高速旋转，使 制冷剂在离心力作用下获 得动能并压缩。适用于大 型制冷系统。
冷凝器、蒸发器及节流装置
冷凝器
节流装置
将高温高压的制冷剂蒸气冷却为饱和 液体，释放热量给冷却介质。通常采 用风冷或水冷方式。
04 热电偶合式制冷循环
热电偶合式制冷原理
塞贝克效应
利用两种不同材料之间的 温差产生电压。
帕尔贴效应
当有电流通过由两种不同 材料组成的回路时，在结 点处会吸收或放出热量。
汤姆逊效应
当电流通过有温度梯度的 导体时，导体将吸收或放 出热量。
热电偶材料选择与性能
材料选择
选择具有高热电势、低电阻率、高导 热率、良好机械性能和化学稳定性的 材料。
制冷循环原理与装置-PPT文档资料
可将冷热端互换
体积和功率都可做得很小
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
半导体制冷的用途
方便的可逆操作
可做成家用冰箱，或小型低温冰箱 可制成低温医疗器具
可对仪器进行冷却
可做成零点仪
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
学习任务3、吸附式制冷循环
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
温差电现象
半导体材料内部结构的特点，决定 了它产生的温差电现象比其他金属要 显著得多，所以热电制冷都采用半导 体材料，亦称半导体制冷
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
当电偶通以直流电流时，P型半导体内
载流子(空穴)和N型半导体内载流子 (电子)在外电场作用下产生运动，并在 金属片与半导体接头处发生能量的传 递及转换。
a1—低温部分压缩机 a2—高温部分低压级压缩机 a3—高温部分高压级压缩机 b—冷凝器 c1、c2、c3—节流阀 d—蒸发器 d12 —冷凝-蒸发器 e1—低温部分气-液热交换器 e2—高温部分气-液热交换器 f—高温部分中间冷却器
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环组成的复叠式制冷循环lgp-h图
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
由两个单级系统组成的复叠式制冷机
a) 制冷循环系统
b) T-s图
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
由两个单级系统组成的复叠式制冷机模拟
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环的复叠式制冷循环系统原理图
工程热力学课件11 制冷循环
理想气体
p 2‘
T
2‘
绝热膨胀，温度降低
1 6 1 2 4 3 v 2 s
5
T
转回温度曲线
实际气体
TH
冷效应区
N
热效应区
TL p pN
p
经济性指标最高的逆向循环是同温限 间的逆向卡诺循环。通常制冷循环以环境 为高温热源（T1=T0），因此在以T0为高 温热源、Tc为低温热源间的逆向卡诺循环 的制冷系数：
膨 胀 阀
压缩机
w
4
q2
1
蒸发器
1-2: 2-3: 3-4: 4-1:
制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 制冷剂在蒸发器中的定压定温气化过程
4 1 3 2
q2 wnet
单位质量制冷剂在冷凝器中放热量：
T
2
q1＝ h2-h3
单位质量制冷剂在蒸发器中吸热量：
1 h
过冷度愈大,制冷系数增加愈多。制冷剂液体离开冷凝 器的温度取决于冷却介质的温度,过冷度一般很小。多数制冷
装置专设一回热器,使从冷凝器出来的制冷剂液体通过回热器 进一步冷却,增大过冷度。回热器的冷却介质通常为离开蒸发 器的低温低压蒸气。
3 4 1
2
热泵供热原理
在所有制冷装置的工作过程中，热从冷藏室取 出并传给较高温度的环境。因此，实现制冷循环的 结果不仅使放出热量的物体被冷却，而且使吸收热 量的物体被加热。根据这个原理，可利用逆循环实 现将热从低温冷源向高源热源的输送。这种目的在 于输送热量给被加热对象(如室内供暖)的装置称为 热泵。向高温热源输送的热量qH，等于取自低温冷 源(如大气环境)的热量qL与实现逆循环从外界输入 功量wnet 之和，即qH=qL+wnet 。热泵就其实质来看， 和制冷装置完全一样，只是两者工作的温度范围不 同。制冷装置工作的上限温度为大气环境温度，其 目的系从冷藏室吸热，以保持冷藏室低温(下限温度) 恒冷；热泵工作的下限温度为大气环境温度，其目 的是向暖室放热，以保持暖室温度(上限温度)恒暖。
制冷循环PPT课件
返回 压缩空气制冷循环中定压吸、排热偏离定温吸、排热甚远1。5
11-2 压缩蒸气制冷循环
（The vapor-compression cycle）
一、压缩蒸气制冷循环设备流程
16
二、循环T-s 图和制冷系数 ε
qC h1 h5 h1 h4
q1 h2 h4
wnet h2 h1
？ qC h1 h4 T1 T4 wnet h2 h1 T2 T1
制冷系数及1kg空气的制冷量；(2)若 保持不变而采用回热，
理想情况下压缩比是多少? 解 (1) 无回热
T1 TC 253.15K T3 T0 293.15K
p2 0.5MPa 5
p1 0.1MPa
1/
T2 T1
p2 p1
T3 T4
1
1.41
T2 T1 253.15K 5 1.4 401.13K
藏库的温度为-10℃，而周围环境温度为30 ℃。试计算： 1）吸收式制冷装置的COPmax
2）如果实际的热量利用系数为0.4 COPmax，而要达到制冷能 力为2.8105kJ/h，求需提供湿饱和蒸汽的质量流率qm是多少。
解 据压力p = 0.2MPa，从饱和水蒸气表中查得饱和温度 ts=120.23℃120 ℃，汽化潜热
总循环
1 kg蒸汽制冷量
q2 = q7-3 = h3-h7 1 kg蒸汽冷凝器放出热量
q冷= q5-6= h6-h5 1 kg工作蒸汽吸热量
q1= q8-1= h1-h8
29
2. 能量利用系数
Q2 Q
m1h3 h7 m2 h1 h8
工作蒸汽能量及输入功最终均以热量形式在冷凝器中向环 境散失，构成能质下降以弥补制冷蒸汽循环中蒸汽能质提高 的过程。
11-2 压缩蒸气制冷循环
（The vapor-compression cycle）
一、压缩蒸气制冷循环设备流程
16
二、循环T-s 图和制冷系数 ε
qC h1 h5 h1 h4
q1 h2 h4
wnet h2 h1
？ qC h1 h4 T1 T4 wnet h2 h1 T2 T1
制冷系数及1kg空气的制冷量；(2)若 保持不变而采用回热，
理想情况下压缩比是多少? 解 (1) 无回热
T1 TC 253.15K T3 T0 293.15K
p2 0.5MPa 5
p1 0.1MPa
1/
T2 T1
p2 p1
T3 T4
1
1.41
T2 T1 253.15K 5 1.4 401.13K
藏库的温度为-10℃，而周围环境温度为30 ℃。试计算： 1）吸收式制冷装置的COPmax
2）如果实际的热量利用系数为0.4 COPmax，而要达到制冷能 力为2.8105kJ/h，求需提供湿饱和蒸汽的质量流率qm是多少。
解 据压力p = 0.2MPa，从饱和水蒸气表中查得饱和温度 ts=120.23℃120 ℃，汽化潜热
总循环
1 kg蒸汽制冷量
q2 = q7-3 = h3-h7 1 kg蒸汽冷凝器放出热量
q冷= q5-6= h6-h5 1 kg工作蒸汽吸热量
q1= q8-1= h1-h8
29
2. 能量利用系数
Q2 Q
m1h3 h7 m2 h1 h8
工作蒸汽能量及输入功最终均以热量形式在冷凝器中向环 境散失，构成能质下降以弥补制冷蒸汽循环中蒸汽能质提高 的过程。
第9章制冷循环
§ 9-3 制冷剂 Refrigerants
制冷剂的选择原则：
（1）具有较高的临界温度，从而使大部分的放热 过程在两相区内定温的进行 （2）操作压力要合适。即冷凝压力（高压）不要 过高，蒸发压力（低压）不要过低。 （3）潜热要大。 （4）化学稳定性、不易燃、不分解、无腐蚀性。 （5）价格低。 （6）冷冻剂对环境应该无公害。
蒸气压缩制冷循环装置
q1
3
4
冷凝器
2
T
2
w
膨胀机
压缩机
wc
4
3
6
6
q2 蒸发器（冷库）
1
1
s
工程中常用节流阀代替膨胀机
4
节 流 阀 q1
3 2
w
T
2 4
压缩机
冷凝器
3
6
1 5
5
q2
蒸发器（冷库）
1
s 4-5：绝热节流 5-1：定压吸热蒸发
1-2：定熵压缩 2-3-4：定压放热冷凝
用节流阀代替膨胀机优缺点
吸附式制冷 半导体制冷 热声制冷
基本知识点
• 1. 熟练空气和蒸汽压缩制冷循环的组
成、图示、制冷系数的计算及提高制 冷系数的方法和途径。
• 2. 了解吸收制冷、蒸汽喷射制冷。
§9－1 空气压缩制冷循环
理想化处理： ①理气； ②定比热; ③ 可逆； 逆勃雷登循环 p
3 2
T
2 3
T0 = T3 T1 = Tc
换热器 冷却水
吸 收 器
泵
蒸发器 QL
吸收式制冷循环流程动画演示
吸收式制冷循环特点
优点：
直接利用低品位的热能 环境性能好
缺点：
设备体积大，启动时间长
工程热力学课件第十二章制冷循环
吸收式制冷循环在工业、商业和民用 等领域有广泛的应用，如化工、制药 、食品加工、宾馆和民用空调等。
由于吸收式制冷循环使用低品位热能 ，因此特别适合于使用余热或废热等 低品位热源的场合。
Part
05
热电制冷循环
热电制冷循环的工作原理
热电制冷循环基于塞贝克效应或皮尔 兹效应，通过热电转换材料将热能转 换为电能，从而实现制冷效果。
将多个制冷设备集成在一个模块中，实现 集中控制和统一管理，提高系统效率和可 靠性。
THANKS
感谢您的观看
工程热力学课件第十 二章制冷循环
• 制冷循环概述 • 制冷剂的特性 • 压缩制冷循环 • 吸收式制冷循环 • 热电制冷循环 • 制冷循环的节能与环保
目录
Part
01
制冷循环概述
制冷循环的定义和目的
定义
制冷循环是指通过一系列热力学过程，将热量从低温处转移到高温处，从而实现制冷效 果的系统。
目的
制冷循环的主要目的是在需要冷却的物体或环境中，创造一个低温环境，以维持其所需 的温度和湿度条件。
参数，实现节能运行。
制冷循环的环保要求
01
02
03
04
减少温室气体排放
通过采用高效制冷技术和环保 制冷剂，减少制冷循环中温室
气体的排放。
防止臭氧层破坏
选择不含有CFCs（氯氟烃） 的制冷剂，以保护臭氧层。
控制污染物排放
确保制冷循环产生的废水、废 气和固体废弃物得到妥善处理
和处置。
资源回收利用
对制冷设备进行回收和再利用 ，减少资源浪费和环境污染。
制冷剂在压缩机中被压缩，压力升高，温度也随之升高，然后进入冷凝器，在冷凝 器中放热给冷却水，自身温度降低并液化。
由于吸收式制冷循环使用低品位热能 ，因此特别适合于使用余热或废热等 低品位热源的场合。
Part
05
热电制冷循环
热电制冷循环的工作原理
热电制冷循环基于塞贝克效应或皮尔 兹效应，通过热电转换材料将热能转 换为电能，从而实现制冷效果。
将多个制冷设备集成在一个模块中，实现 集中控制和统一管理，提高系统效率和可 靠性。
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工程热力学课件第十 二章制冷循环
• 制冷循环概述 • 制冷剂的特性 • 压缩制冷循环 • 吸收式制冷循环 • 热电制冷循环 • 制冷循环的节能与环保
目录
Part
01
制冷循环概述
制冷循环的定义和目的
定义
制冷循环是指通过一系列热力学过程，将热量从低温处转移到高温处，从而实现制冷效 果的系统。
目的
制冷循环的主要目的是在需要冷却的物体或环境中，创造一个低温环境，以维持其所需 的温度和湿度条件。
参数，实现节能运行。
制冷循环的环保要求
01
02
03
04
减少温室气体排放
通过采用高效制冷技术和环保 制冷剂，减少制冷循环中温室
气体的排放。
防止臭氧层破坏
选择不含有CFCs（氯氟烃） 的制冷剂，以保护臭氧层。
控制污染物排放
确保制冷循环产生的废水、废 气和固体废弃物得到妥善处理
和处置。
资源回收利用
对制冷设备进行回收和再利用 ，减少资源浪费和环境污染。
制冷剂在压缩机中被压缩，压力升高，温度也随之升高，然后进入冷凝器，在冷凝 器中放热给冷却水，自身温度降低并液化。
《制冷循环原理》课件
吸收式制冷循环
优点
对环境友好、能源消耗低、维护 方便。
缺点
效率较低、制冷量较小、调节困 难。
吸附式制冷循环
总结词
利用固体吸附剂吸附气体，产生低温，从而达到制冷效果。
详细描述
吸附式制冷循环是利用固体吸附剂吸附气体，产生低温，从而达到制冷效果的一种循环 方式。其原理是利用吸附剂在吸附过程中放出热量，然后通过冷凝器将热量传递给周围
实现制冷系统的快速响应和高效运行。
制冷技术在新能源领域的应用
新能源领域
随着新能源技术的不断发展，制冷技术在新能源领域 的应用也越来越广泛，如太阳能、风能等可再生能源 的利用，需要制冷技术作为支撑和保障。
技术融合
制冷技术与新能源技术的融合，可以实现能源的高效 利用和节能减排，推动能源结构的优化和可持续发展 。
掌握制冷循环原理是深入理解制冷技术、提高制冷设备性能和能效、解决实际 问题的关键。
01
制冷循环的基本原 理
制冷循环的组成
01
02
03
04
压缩机
用于压缩制冷剂，提高其压力 和温度。
冷凝器
用于将高温高压的制冷剂冷却 成液体。
膨胀阀
用于将高压液态制冷剂节流成 低温低压的湿蒸汽。
蒸发器
用于将低温低压的湿蒸汽吸热 ，使其蒸发成气体，从而降低
技术挑战
新型制冷技术的研发面临技术挑战，如材料 性能、系统稳定性、制造成本等问题，需要 科研人员不断探索和改进。
制冷技术的智能化与自动化
智能化
制冷技术的智能化是未来的发展趋势，通过 引入人工智能、物联网等技术，实现制冷系 统的自适应调节、远程监控和故障诊断等功 能，提高系统的稳定性和能效。
自动化
第十一章 制冷循环3ppt课件
吸收式制冷装置
吸收式制冷装置—依靠高温热源向环 境传递热量作为代价而实现制冷的装置。
吸收式制冷装置—采用吸收器、蒸气 发生器和泵来取代蒸气压缩式制冷装置 的压气机。
常用工质：氨（制冷剂）＋水（吸收剂） 水（制冷剂）＋溴化锂 （吸收剂）
工作过程（氨＋水）：吸收器中，氨水溶液吸收来自蒸发器的 氨蒸气。由于氨溶解时产生溶解热，为了保持溶液的吸收能力，要 用冷却水冷却吸收器。泵浓溶液加压后送入蒸气发生器。蒸气发生 器加热浓溶液，使其中所溶解的氨蒸发产生氨气。
析说明之。
11-4 压缩式制冷依靠消耗机械功而实现制冷，吸收式及喷射 式制冷则是依靠消耗高温的热能而实现制冷，试根据热力学第二 定律说明两者的一致性。
11-5 高增压比的空气压缩制冷装置采用回热措施而降低增压 比时，若考虑到压气机及膨胀机中的不可逆损失，是否不论采用 回热与否循环的制冷系数仍相同？
完整版PPT课件
装置的发展较快，常用来作为大型空气调节装置的制冷设备。
完整版PPT课件
2
11-5 制冷剂及其热力学性质
例 11-5 一台氨蒸气压缩制冷装置，其冷库 温度为－10℃，冷凝器中冷却水温度为20℃， 试求单位质量工质的制冷量、装置消耗的功、 冷却水带走的热量以及制冷系数。
解: 按题意 T1=T4=263 K T3=293 K32 34
1
完整版PPT课件
4
思考题
11-1 当冷库温度及环境温度一定时，试证明逆向卡诺循环具 有最大的制冷系数。
11-2 空气压缩制冷为何不能像蒸气压缩制冷那样采用节流阀 降压，而要采用膨胀机降压膨胀。
11-3 当冷库温度及环境温度一定时，为增加单位质量的制冷
量，空气压缩制冷循环的制冷系数总要有所降低，试用T-s图分
吸收式制冷装置—依靠高温热源向环 境传递热量作为代价而实现制冷的装置。
吸收式制冷装置—采用吸收器、蒸气 发生器和泵来取代蒸气压缩式制冷装置 的压气机。
常用工质：氨（制冷剂）＋水（吸收剂） 水（制冷剂）＋溴化锂 （吸收剂）
工作过程（氨＋水）：吸收器中，氨水溶液吸收来自蒸发器的 氨蒸气。由于氨溶解时产生溶解热，为了保持溶液的吸收能力，要 用冷却水冷却吸收器。泵浓溶液加压后送入蒸气发生器。蒸气发生 器加热浓溶液，使其中所溶解的氨蒸发产生氨气。
析说明之。
11-4 压缩式制冷依靠消耗机械功而实现制冷，吸收式及喷射 式制冷则是依靠消耗高温的热能而实现制冷，试根据热力学第二 定律说明两者的一致性。
11-5 高增压比的空气压缩制冷装置采用回热措施而降低增压 比时，若考虑到压气机及膨胀机中的不可逆损失，是否不论采用 回热与否循环的制冷系数仍相同？
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装置的发展较快，常用来作为大型空气调节装置的制冷设备。
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2
11-5 制冷剂及其热力学性质
例 11-5 一台氨蒸气压缩制冷装置，其冷库 温度为－10℃，冷凝器中冷却水温度为20℃， 试求单位质量工质的制冷量、装置消耗的功、 冷却水带走的热量以及制冷系数。
解: 按题意 T1=T4=263 K T3=293 K32 34
1
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4
思考题
11-1 当冷库温度及环境温度一定时，试证明逆向卡诺循环具 有最大的制冷系数。
11-2 空气压缩制冷为何不能像蒸气压缩制冷那样采用节流阀 降压，而要采用膨胀机降压膨胀。
11-3 当冷库温度及环境温度一定时，为增加单位质量的制冷
量，空气压缩制冷循环的制冷系数总要有所降低，试用T-s图分
空调通风制冷系统循环基本示意图课件
新风系统
新风系统负责向室内提供新鲜空气，以保持室内空气的新 鲜度和质量。
新风系统包括新风口、新风管道和排风机等部件。通过排 风机将室外新鲜空气引入室内，与回风进行混合，以满足 室内空气品质的要求。
空气过滤与净化
空气过滤与净化系统负责对进入室内的空气进行过滤和净化，去除空气中的尘埃 、细菌等污染物。
。
易于维护
系统设计应便于日常维护和保 养，降低维护成本。
节能减排技术应用
变频技术
通过变频器调节压缩机转速， 实现制冷量的无级调节，提高
系统能效。
热回收技术
利用排气的热量回收用于加热 生活用水或室内空气，减少能 源浪费。
智能控制技术
采用智能控制系统，根据室内 外温湿度和运行工况自动调节 系统参数，实现节能运行。
空调通风制冷系统循环 基本示意图课件
目 录
• 空调通风制冷系统概述 • 空调通风系统 • 制冷循环系统 • 空调通风制冷系统的维护与保养 • 空调通风制冷系统的设计与优化
空调通风制冷系统
01
概述
系统组成与功能
01
02
03
制冷系统
主要负责吸收和转移热量 ，通过制冷剂循环实现室 内温度的降低。
通风系统
常见故障及排除方法
制冷效果不佳
检查制冷剂是否充足，冷凝器是 否清洁，以及空调通风口是否畅
通。
噪音过大
检查空调通风制冷系统的各个部件 是否有松动或损坏，及时修复或更 换。
电气故障
检查电气线路和元件是否有故障， 及时修复或更换。
系统性能检测与调整
性能检测
定期对空调通风制冷系统进行性 能检测，包括制冷效果、噪音、 耗电量等指标的检测。
调整与优化
空调通风制冷系统循环基本示意图.ppt
发
凝
Copyright 2节0流19-2019 Aspos视e液P镜ty Ltd.
蒸发器 （热量交换）
膨胀阀
制冷剂状态变化四部曲
压缩机
气体
冷凝器
ted with A气 体spose.SlEidveaslufaotrio.NnEoTnl3液体y..5 Client Profile 5.2 Cop蒸y发ri器ght 201气9液-混2合019 A膨s胀p阀ose Pty Ltd.
Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
制冷剂温度压力变化四部曲
高温高压
压缩机
冷凝器
ted withCAo低 温 低 压sppyorisgeh.tS2lEi0dv1e低a9s温lu-低f2ao压0tri1o.N9nEAoTsnpl3中温高压yo..s5eCPliteynLt tPdr.ofile 5.2
蒸发器
膨胀阀
二、空气循环原理
• 机组空气循环实物图（包括热风、冷风）
ted •wi入th，冷As被凝p压os缩e.机SlE压idve缩asl成ufao高trio.温NnE高oTn压l3y的..5制C冷lie剂nt气P体ro。file 5.2 • 从路C压流o缩入py机冷rig排凝h出器t 2的。01高在9温冷-2高凝01压器9 制中As冷，po剂由se气 于P体制ty经冷L排剂td气温. 管度
ted wi却th对As象po中se吸.S取lid热e量s f，or向.N环ET境3介.5质C排lie放nt热Pr量of。ile 5.2 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
一、制冷剂循环原理 二、空气循环原理
一、制冷剂循环原理
《工程热力学》第十一章制冷循环
剂无法被压缩液化。
粘度
粘度小的制冷剂流动性好，有 利于传热。
密度
密度决定了制冷剂在相同体积 下的质量，密度越大，质量越
大，制冷效果越好。
制冷剂的热力学特性
压缩系数
压缩系数决定了制冷剂在压缩过 程中的体积变化，压缩系数越小，
体积变化越小，有利于提高制冷 效率。
热导率
热导率决定了制冷剂的传热效率， 热导率越大，传热效率越高。
制冷剂在蒸发器中蒸发成气体后被压缩机吸入，再次压缩，完成一个循环。
压缩式制冷循环的主要设备
压缩机
用于压缩制冷剂，提高 其压力和温度。
冷凝器
用于将高温高压的制冷 剂冷却成液体，释放出
潜热。
膨胀阀
用于将高压的液态制冷 剂减压至适合蒸发吸热
的低压状态。
蒸发器
用于使液态制冷化
未来的制冷系统将更加注重多功能化，除了温度调节外， 还将具备湿度控制、空气净化等功能，提高室内环境的舒 适度和健康性。
高效化
随着能源价格的上涨和节能减排的需求，制冷循环将更加 注重能效提升，采用先进的节能技术和优化算法，降低运 行成本和提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中的溶解特性，通过制冷剂在溶液中 的蒸发和冷凝，实现制冷效果。
吸收式制冷循环中，常用的制冷剂有氨和水、溴化锂和水的混合溶液等， 这些制冷剂在吸收剂的作用下被吸收，再通过加热解吸，释放出冷量。
吸收式制冷循环的工作原理基于热力学第二定律，通过消耗热能实现制 冷效果，相比压缩式制冷循环，具有更高的能效比。
强化换热器设计
优化换热器的结构和设计，提高换热 效率。
引入智能控制技术
利用先进的控制算法和传感器技术， 实现制冷系统的智能控制，提高运行 效率。
粘度
粘度小的制冷剂流动性好，有 利于传热。
密度
密度决定了制冷剂在相同体积 下的质量，密度越大，质量越
大，制冷效果越好。
制冷剂的热力学特性
压缩系数
压缩系数决定了制冷剂在压缩过 程中的体积变化，压缩系数越小，
体积变化越小，有利于提高制冷 效率。
热导率
热导率决定了制冷剂的传热效率， 热导率越大，传热效率越高。
制冷剂在蒸发器中蒸发成气体后被压缩机吸入，再次压缩，完成一个循环。
压缩式制冷循环的主要设备
压缩机
用于压缩制冷剂，提高 其压力和温度。
冷凝器
用于将高温高压的制冷 剂冷却成液体，释放出
潜热。
膨胀阀
用于将高压的液态制冷 剂减压至适合蒸发吸热
的低压状态。
蒸发器
用于使液态制冷化
未来的制冷系统将更加注重多功能化，除了温度调节外， 还将具备湿度控制、空气净化等功能，提高室内环境的舒 适度和健康性。
高效化
随着能源价格的上涨和节能减排的需求，制冷循环将更加 注重能效提升，采用先进的节能技术和优化算法，降低运 行成本和提高能源利用效率。
THANKS
感谢观看
吸收式制冷循环利用制冷剂在溶液中的溶解特性，通过制冷剂在溶液中 的蒸发和冷凝，实现制冷效果。
吸收式制冷循环中，常用的制冷剂有氨和水、溴化锂和水的混合溶液等， 这些制冷剂在吸收剂的作用下被吸收，再通过加热解吸，释放出冷量。
吸收式制冷循环的工作原理基于热力学第二定律，通过消耗热能实现制 冷效果，相比压缩式制冷循环，具有更高的能效比。
强化换热器设计
优化换热器的结构和设计，提高换热 效率。
引入智能控制技术
利用先进的控制算法和传感器技术， 实现制冷系统的智能控制，提高运行 效率。
第11章制冷循环
制冷量： qC h1 h6
制冷系数：
qC h1h6
q0qC (h3h4)(h1h6)
第11章制冷循环
回热后：
qc=cp(T1-T6） 不变 q0=cp(T3’-T5’) 非回热 q0=cp(T3-T4) 回热
相等
1）可以采用叶轮机械，提高空 气质量流量，提高制冷量；
2）压缩机的功耗减小，压缩过 程及膨胀过程中的不可逆损失 减小。
试求：(1)无回热时的制冷系数及1kg空气的制冷量；
(2)若 保持不变而采用回热，理想情况下压缩比是多少?
解：(1)无回热
T
2
T 1 T C 2 5 3 .1 5 KT 3 T 0 2 9 3 .1 5 K 3
t0
p2 0.5MPa 5
p1 0.1MPa
1/
T2 T1
p2 p1
T3 T4
3 压缩机
4 1
4，绝热膨胀，T <T1 1 等压吸热，T T1
理想化处理：①理气； ②定比热; ③ 可逆；
第11章制冷循环
pv图和Ts图
p
3
T
2
3
2
T0
4
1
v
4
1 Tc s
1 2 绝热压缩 s 3 4 绝热膨胀 s
2 3 等压冷却 p 4 1 等压吸热 p
逆布雷顿循环
循环增压比
第11章制冷循环
p2 p1
第11章 制冷循环
11－1 概述 11－2 压缩气体制冷循环 11－3 压缩蒸汽制冷循环
11－4 制冷剂的性质
11－5 其他制冷循环
11－6 热泵循环
第11章制冷循环
基本内容
制冷空调装置
第11章制冷循环
制冷系数：
qC h1h6
q0qC (h3h4)(h1h6)
第11章制冷循环
回热后：
qc=cp(T1-T6） 不变 q0=cp(T3’-T5’) 非回热 q0=cp(T3-T4) 回热
相等
1）可以采用叶轮机械，提高空 气质量流量，提高制冷量；
2）压缩机的功耗减小，压缩过 程及膨胀过程中的不可逆损失 减小。
试求：(1)无回热时的制冷系数及1kg空气的制冷量；
(2)若 保持不变而采用回热，理想情况下压缩比是多少?
解：(1)无回热
T
2
T 1 T C 2 5 3 .1 5 KT 3 T 0 2 9 3 .1 5 K 3
t0
p2 0.5MPa 5
p1 0.1MPa
1/
T2 T1
p2 p1
T3 T4
3 压缩机
4 1
4，绝热膨胀，T <T1 1 等压吸热，T T1
理想化处理：①理气； ②定比热; ③ 可逆；
第11章制冷循环
pv图和Ts图
p
3
T
2
3
2
T0
4
1
v
4
1 Tc s
1 2 绝热压缩 s 3 4 绝热膨胀 s
2 3 等压冷却 p 4 1 等压吸热 p
逆布雷顿循环
循环增压比
第11章制冷循环
p2 p1
第11章 制冷循环
11－1 概述 11－2 压缩气体制冷循环 11－3 压缩蒸汽制冷循环
11－4 制冷剂的性质
11－5 其他制冷循环
11－6 热泵循环
第11章制冷循环
基本内容
制冷空调装置
第11章制冷循环
制冷循环
1 概况
本章主要以制冷循环为研究对象，分析循环 的特点，各参数的变化关系及计算热量、功量 和效率。
制冷循环类型： 压缩气体制冷 压缩式制冷循环 压缩蒸气制冷 吸收式制冷循环 吸附式制冷循环 蒸气喷射制冷循环 半导体制冷
1.1 制冷机
热环境 Q1 （排热量） W0（耗功量）
Q1 Q2 W0
R
制冷剂
制冷剂是制冷工质 ，是电冰箱制冷系 统的搬运工，在制 冷系统中实现冷循 环。
制冷剂的性质
• 对制冷剂热力性质的要求： 1、对应装置的工作温度，要有适中的压力； 2、在工作温度下，汽化潜热大； 3、临界温度要高于环境温度（冷凝过程可 更多利用定温排热）； 4、工质的三相点要高于循环的下限温度； 5、蒸气的比体积小，工质的传热性好。
冷库
具有回热的空气压缩制冷循环的T-s图
具有回热的空气压缩制冷循环T-s图
T 2' T2 2
6’ 6
3 T 7 5
T1
8
1
4 4” 4’
s
2、具有回热的空气压缩制冷循环的计算 理论循环5-6-8-4-5 制冷量 q2 h1 h4 cp T1 T4 放热量 q1 h6 h7 cp T6 T7 耗净功 w0 q1 q2 q q2 2 制冷系数 w0 q1 q2 实际循环 5 6 8 4 5
三、实际压缩蒸气制冷循环过程
电冰箱工作原理
电冰箱构造
电 冰 箱 主 要 构 造 制冷系统※
压缩机 冷凝器 蒸发器
毛细管
制冷剂
温控器 电磁阀 补偿加热器 化霜加热器 化霜温控器 温度熔断器
电器系统
制冷系统
蒸发器 冷冻室 蒸汽 制冷剂
冷凝器
本章主要以制冷循环为研究对象，分析循环 的特点，各参数的变化关系及计算热量、功量 和效率。
制冷循环类型： 压缩气体制冷 压缩式制冷循环 压缩蒸气制冷 吸收式制冷循环 吸附式制冷循环 蒸气喷射制冷循环 半导体制冷
1.1 制冷机
热环境 Q1 （排热量） W0（耗功量）
Q1 Q2 W0
R
制冷剂
制冷剂是制冷工质 ，是电冰箱制冷系 统的搬运工，在制 冷系统中实现冷循 环。
制冷剂的性质
• 对制冷剂热力性质的要求： 1、对应装置的工作温度，要有适中的压力； 2、在工作温度下，汽化潜热大； 3、临界温度要高于环境温度（冷凝过程可 更多利用定温排热）； 4、工质的三相点要高于循环的下限温度； 5、蒸气的比体积小，工质的传热性好。
冷库
具有回热的空气压缩制冷循环的T-s图
具有回热的空气压缩制冷循环T-s图
T 2' T2 2
6’ 6
3 T 7 5
T1
8
1
4 4” 4’
s
2、具有回热的空气压缩制冷循环的计算 理论循环5-6-8-4-5 制冷量 q2 h1 h4 cp T1 T4 放热量 q1 h6 h7 cp T6 T7 耗净功 w0 q1 q2 q q2 2 制冷系数 w0 q1 q2 实际循环 5 6 8 4 5
三、实际压缩蒸气制冷循环过程
电冰箱工作原理
电冰箱构造
电 冰 箱 主 要 构 造 制冷系统※
压缩机 冷凝器 蒸发器
毛细管
制冷剂
温控器 电磁阀 补偿加热器 化霜加热器 化霜温控器 温度熔断器
电器系统
制冷系统
蒸发器 冷冻室 蒸汽 制冷剂
冷凝器
制冷ppt-第4章4.1单级蒸气压缩式制冷理论循环
制冷技术与装置第四章蒸气压缩式制冷掌握重点：单级压缩各类循环的热力学计算、性能影响及特性分析；两级压缩与复叠式制冷的概念、流程、能量平衡、参数设计、应用场合。
§4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环（将复杂问题简单化，忽略次要因素）单级蒸气压缩式制冷理论循环的假设基础：（1）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂的冷凝温度等于冷却介质的温度，蒸发温度等于被冷却介质的温度，且冷凝温度和蒸发温度都是定值；（2）离开蒸发器、进入压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷凝器、进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体（4）制冷剂在管道内没有流动阻力损失，除了蒸发器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管外介质之间没有热交换（5）制冷剂在流过节流装置时，流速变化忽略不计，且与外界环境没有热交换（3）压缩过程为等熵过程，即在压缩过程中不存在任何不可逆损失；如何在T-S图上和p-h图上描述单级蒸气压缩式制冷理论循环？7理论循环在T-S图（a）和lg p-h图（b）上的表示=dd-q dhw蒸发过程：吸收外界热量，在T-s图上用面积1-5-b-a-1代表，而在lg p-h图上则用线段5-1表示。
1345762.制冷量减少h 5-h 746743’二者是相等的！面积57cbc b ad 带来的好处：1.省掉膨胀机，设备简化2.改变膨胀阀开度，易调节蒸发温度膨胀阀代替膨胀机的原因：1.饱和液体或两相混合物膨胀系数小，做功有限2.膨胀功回收设备（膨胀机）结构复杂，加工困难3.湿过程缺点：COP 下降膨胀阀不仅不能回收膨胀功，反而将膨胀功部分转化为热能，损失了部分制冷量(3)理论比功w 0120h h w -=单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随制冷剂种类和制冷机循环的工作温度而变的。
(4)单位冷凝热q k包括显热和潜热两部分()()q h h h h h h k =-+-=-233424(5)理论循环制冷系数ε0ε0001421==--q w h h h h 制冷系数愈大经济性愈好冷凝温度越高制冷系数越小蒸发温度越低q q w k =+00循环能量守恒(6)热力完善度单级压缩蒸气制冷机理论循环的热力完善度按定义可表示为412410T T T h h h h c ---==εεηεc :在低温热源温度（T 0）和高温热源温度温度（T 4）之间工作的逆卡诺循环的制冷系数。
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汽化热/蒸发潜热（沸点下，1atm）， kJ/kg 216
制冷能力和冷吨
生产中常用制冷能力来衡量设备产冷量大小
制冷能力：制冷设备单位时间内从冷库取 走的热量(kJ/s)。
商业上常用冷吨来表示。
1冷吨：1吨 0oC 饱和水在24小时内被冷冻 到 0oC 的冰所需冷量。
有回热的空气压缩制冷循环
可得到很低温度 （-150oC）用于低
温液化冷却
Qin
b 43 涡轮
回热器
a
Q T0 out
无回热器的涡轮进口温度 T
2 a
3
b
1 T0
4
Tc
涡轮出口温度很低
1
2 压
W
气机
s
需要较少的功 来提高温度
北航热工实验室的制冷剂
氟利昂Freon
杜邦公司商标
空调 R22
冰箱 R12
QH
NH3，H2O沸点相差大 太阳能 可用各种方式加热
冷凝器
H2O
节流阀
回热器
还原蒸汽可用低热
减压阀 蒸发器
NH3
溶液泵
回收余热
Qin
冷区
Ql
吸收器 提高压力，泵功很小
冷却水
NH3+H2O溶液
制冷剂（溶 质）NH3
吸收剂（溶剂） H2O
加热取 代压缩
吸收式制冷循环
压缩制冷循环以消耗机械功为代价 吸收式制冷以消耗热量为代价 利用溶液性质
1
1
2
T0s Tcs 1 T0 Tc 1
节流阀 压缩机 Wc
T
T0
3
2
4
蒸发器 1
T1
Qc
室内
Tc
4
1 s
蒸发温度 Tc
可逆 T3 T0 T1 Tc
卡诺逆循环修改为理论蒸汽制冷循环
T
T0
3
Tc
4
用涡轮膨 胀作功实 现效率低
可用节流 阀实现
2
1
湿压缩对 机器不利
绝热节流等 焓不可逆熵
室外空气入
室外换热器
蒸汽压缩制冷 （热）循环
轴流风扇 热(冷)风出
四通
室内空气入
四通换气阀
压缩机
离心风扇
室内换热器
冷凝器
压缩机
截止阀
截止阀 视液镜 毛细管 过滤器
表示制冷状态 表示制热状态
节流阀
理论蒸汽制冷循环的设计
同温限循环中卡诺逆循环制冷系数最高
冷凝温度 T0
T3
3
室外
Q0
冷凝器
C
q0
1 qc 1
制冷剂对环境友善
Freonz中氯原子破坏大气臭氧层 R12
破坏层度 氯氟烃CFCs类最大
CF2Cl2
取代物
氢氯氟烃HCFCs类次之
R22
R134a等
CHF2Cl
蒙特利尔协定书 1987 ,
C2H2F4 我国1992签，2010禁
沸点 (101.3KPa,℃):-26.1℃ 临界温度℃:101.1
临界压力 KPa: 4010
增过程
卡诺 C 理论蒸汽
换热器只能实 现等压过程
T
2
T0
3
Tc
4
1
s 面积为循环功
蒸汽制冷循环的计算与压焓图
lnp
4
q1
32
T 4
2 3
5 q2 1w
5
1
h
q2 h1 h5 h1 h4
s
q2 h1 h4
w h2 h1
q1 h2 h4 理想化处理： 1.稳定; 2可逆；
3不计动势能。4. 4-5 1-2绝热
实际蒸汽制冷循环
实际循环为不可逆循环：有温差传热，熵增， 压力降，热损失，3点的过冷，1点的过热等现 象，制冷系数小于理论值
等压线
等熵线
2
T
T
2
T0
3
T0
3
Tc 4 实际
Tc
4
1
1
s
s
理论
吸收式制冷循环
NH3+H2O溶液 蒸汽发生器
热区
Qout
过滤器 NH3
冷凝器
室外换热器
室外空气入
室外换热器
蒸汽压缩制冷 （热）循环
轴流风扇 热(冷)风出
四通
室内空气入
四通换气阀
压缩机
离心风扇
室内换热器 蒸发器
二氟一氯甲烷 R22 CHF2Cl
压缩机
截止阀
截止阀 视液镜 毛细管 过滤器
表示制冷状态 表示制热状态
节流阀
北航热工实验室的双向空调
供热循环
冷(热)风出 隔板
蒸发器 室外换热器
Tc 冷藏室
制冷机
T0 TH
Q0
环境 T0
热泵（供热机）
制冷机的评价指标
逆循环：净效应（对内作功，放热）
T0
制冷循环：制冷系数
Q0 W
制冷量
Qc
TC
单位：KJ/s 或冷吨
Qc Qc m qc W Wm w
qc 1 q0 qc q0 qc 1
热泵的评价指标
逆循环：净效应（对内作功，放热）
第十一章 制冷循环
制冷循环是 逆向循环
冰箱的制冷循环
蒸发器
节流阀
冷藏室
厨房
冷凝器
压缩机
逆循环
厨房
3
Q0
冷凝器
T
2
面积为 循环热
2
节流阀 压缩机
W
3
4
蒸发器
1
4
1
冷藏室 Qc
s
循环热 q w 循环功
制冷机与热泵
T0 环境
输入功
T0 Tc
Q0
TH
W
吸热
Qc
放热
房间
QH
输入功 W
热区
Wout 3
膨 胀机
T0
Qout
Brayton布雷顿逆循环
换热器
2
压 Win
缩机
T 等压线
2s 2
4
换热器
1
冷区
Qin
Tc
W Win Wout
换热器不 易等温
3 T0
1
Tc
4s 4
等压线 s
空气压缩制冷循环特点
优点：工质无毒，无味，不怕泄漏。
缺点：1. 无法实现等温吸放
热 ， < C
二氟一氯甲烷 CHF2Cl
沸点 (101.3KPa,℃)
二氟二氯 甲烷CF2Cl2 沸点 (101.3KPa,℃)
-40.8 临界温度 ℃: 96.0 临界压力 KPa: 4978 汽化热/蒸发潜热 （沸点下，1atm）， kJ/kg 233
-29.8 临界温度 ℃: 111.8 临界压力 KPa: 4116 汽化热/蒸发潜热 （沸点下，1atm）， kJ/kg 166
溶液 = 溶剂 + 溶质
溶液T 溶剂吸收溶质的能力 溶液浓度 溶液T 溶剂吸收溶质的能力 溶液浓度
氨（溶质） + 水（溶剂）溶液 溴化锂（溶剂） + 水（溶质）溶液
吸收式制冷循环特点
优点：
直接利用热能 可用低品质热 环境性能好
缺点：
设备体积大，启动时间长
用于大型 空调、中央空调。
空气压缩制冷循环
2. qin= cp(T1-T4)，空气cp很小 qin 很小。
T 3 4
2
T0
1
Tc
Qin
s
3. 活塞式流量 m 小，制冷量`Qin=`m qin`小， 使用叶轮式，再、回热则可用。
飞机上使用设备较轻的空气压缩循环
进大气
到燃烧室
主压 气机
排入大气
飞机发动机的压气机
辅 辅动力 涡轮
机舱
不需要专门的气源和压气机 冷气直接进入客舱
TH
制热循环：供热系数
QH W
Q0
T0
QH QH m qH W Wm w
qH 1 qH q0 1 q0 qH
制冷循环种类
制冷循环
√ 空气压缩制冷 √ 压缩式制冷
蒸汽压缩制冷
√ 吸收式制冷
吸附式制冷 蒸汽喷射制冷 半导体制冷 热声制冷
北航热工实验室的双向空调
制冷循环
冷(热)风出 隔板