制冷原理与设备课件4.2
合集下载
《制冷原理与技术》PPT课件
(a) 单端输入
(b) 双端输人
5.2.２
制 冷 原 理 与 技 术
制冷空调计算机控制系统的 输入输出技术
模拟量不能直接送给计算机进行处理和 控制 实现模拟量与数字量之间转换的装置 就是模数（A/D）或数模(D/A)转换器。
还包括开关量输入、输出和脉冲计数 器、脉冲输出等
１．模拟量输入-A/D转换
精度
制 冷 原 理 与 技 术
图5-24
制 冷 原 理 与 技 术
如果用几片七段LED组成一行数字，究竟改 变其中哪位数字，还应该进行位选和片选，例如 图中，用片选信号Ci的高低来控制是否选该片。
图5-25
制 冷 原 理 与 技 术
制 冷 原 理 与 技 术
在计算机控制系统中，为了便于操作员了 解系统工作状态，除了采用LED数字显示器 外，还应设置状态指示灯和声光报警器。
制 冷 原 理 与 技 术２）软件组成系源自软件制 冷 原 理 与 技 术
应用软件
数据结构 操作系统 数据库系统 通信网络软件 诊断程序 汇编语言 高级算法语言 控制语言
系统软件
过程输入程序
制 冷 原 理 与 技 术
控制程序
应用软件
过程输出程序 人-机接口程序
打印显示程序和各个公共子 程序 核心 ：控制程序
制冷空调计算机控制系统的组成
制 冷 原 理 与 技 术
计算机控制系统分为
计算机巡回检测和数据处理系统 操作指导控制系统 直接数字控制系统 监督控制系统 集散控制系统
1．计算机巡回检测和数据处理系统
制 冷 原 理 与 技 术
计算机巡回检测和数据处理系统的构 成见图 5-15
制 冷 原 理 与 技 术
DDC 控制 器
制冷原理与设备(第4章两级压缩制冷循环)
qmg
(h2
h3) (h5 h3
h7 ) (h3 h6
h6 )
qmd
h2 h3
h7 h6
qmd
中冷器热平衡方程
因为 h5=h6 h7=h8
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
高压级吸入的质量流量：
qmg
(h3
h2 h7 h6 )(h1
h7 )
Q0
3）系统的总耗功率
Pth = Pthd
4.2.1一级节流、中间完全冷却的双级压缩制冷循环
1、流程和特点 （多了压缩机，节流阀和中间冷却器）
1）由冷凝器流出的液体分为两路：
a.经膨胀阀1节流至Pm进入中冷器， 利用它的吸热来冷却低压级排气 和盘管中高压液体。蒸发了的蒸 汽同低压压缩机排气一起进入高 压级；
b.液体在中冷器盘管中被冷 却后，经膨胀阀2节流到P0， 在蒸发器中蒸发制冷。
2）.制冷剂To↓Po↓，如R12 to=-67℃, Po=0.149bar 空气易渗入 系统，破坏循环正常运行。
3）Po↓V1↑qv↓，势必要求压缩机体积流量很大。
2、.使用条件
4）对制冷循环压力比的限制 5）受活塞式压缩机阀门结构特性的 限制
－60~－80℃ －80~－100℃ －100～－130℃
度和蒸发温度，单位均为℃。
– 上式不只适用于氨，在－40～40℃温度范围 内，对于R12也能得到满意的结果。
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
• 4.3.3 温度变动时制冷机特性
• 双级蒸气压缩式制冷循环的比较分析
– （1）中间不完全冷却循环的制冷系数要比中间完全冷却循环 的制冷系数小
– （2）在相同的冷却条件下，一级节流循环要比二级节流循环 的制冷系数小 • 1）一级节流可依靠高压制冷剂本身的压力供液到较远的 用冷场所，适用于大型制冷装置。 • 2）盘管中的高压制冷剂液体不与中间冷却器中的制冷剂 相接触，减少了润滑油进入蒸发器的机会，可提高热交换 设备的换热效果。 • 3）蒸发器和中间冷却器分别供液，便于操作控制，有利 于制冷系统的安全运行
工业制冷相关原理及设备培训课件.pptx
❖ 热电制冷：利用某种半导体材料的热电效应。
❖ 涡流管制冷：使压缩气体产生涡流并分离成冷、热两部分，其中冷气流 用来制冷。
液体汽化制冷的原理 当液体处在容器内时，液体汽化形成蒸汽，若此容器内除了液体及液体本
身的蒸汽外不存在其他气体，那么液体和蒸汽在某一压力下将达到平衡。如 果将一部分饱和蒸汽从容器中抽走，液体中就必然要再汽化一部分蒸汽来维 持平衡。液体汽化时，需要吸收热量，此热量称为汽化潜热，汽化潜热来自 被冷却对象，它使被冷却对象变冷，或者使它维持在低于环境温度的某一低 温，从而达到制冷的目的。
规武器的环境模拟试验等。 此外，电子技术、能源、新型原材料、宇宙开发、生物技术等尖端
科学领域中，制冷技术也起着重要的作用。
4、制冷方法
❖ 液体汽化制冷：利用液体汽化吸热原理。 如：蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷
❖ 气体膨胀制冷：将高压气体做绝热膨胀，使其压力、温度下降，利用降 温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。
本讲主要内容
一、制冷原理 1、制冷的基本概念 2、制冷技术的发展概况 3、制冷技术的应用 4、制冷方法
二、制冷剂、载冷剂和润滑油
三、制冷压缩机 1、制冷压缩机的作用 2、压缩机的工作过程 3、制冷压缩机的分类
4、活塞式制冷压缩机 5、滚动转子式制冷压缩机 6、涡旋（涡线）式制冷压缩机 7、螺杆式制冷压缩机 8、离心式制冷压缩机
力，提高蒸气压力，达到压缩气体的目的。
4、活塞式制冷压缩机
❖ 1）概述： ❖ 活塞式制冷压缩机是研制最早的压缩机，几乎和机械制冷方法同时出
现，在一百多年的使用过程中，得到了广泛发展和深入研究，直到目前 为止，虽然其地位受到其它类型压缩机的挑战，但其产量仍然在各类压 缩机中占主要地位。 ❖ 2）分类： ❖ ①按压缩机气缸分布形式分类：可分为直立式、V型、W型、S型（扇 形）、Y型（星型）等。 ❖ ②按使用的制冷剂种类分类：可分为氨用、卤代烃用制冷压缩机。 ❖ ③按压缩机与电动机的组合形式分类：可分为开启式和封闭式，其中封 闭式又可分为全封闭式和半封闭式两种。 ❖ ④按压缩机的级数分类：可分为单机单级和单机双级压缩机。
❖ 涡流管制冷：使压缩气体产生涡流并分离成冷、热两部分，其中冷气流 用来制冷。
液体汽化制冷的原理 当液体处在容器内时，液体汽化形成蒸汽，若此容器内除了液体及液体本
身的蒸汽外不存在其他气体，那么液体和蒸汽在某一压力下将达到平衡。如 果将一部分饱和蒸汽从容器中抽走，液体中就必然要再汽化一部分蒸汽来维 持平衡。液体汽化时，需要吸收热量，此热量称为汽化潜热，汽化潜热来自 被冷却对象，它使被冷却对象变冷，或者使它维持在低于环境温度的某一低 温，从而达到制冷的目的。
规武器的环境模拟试验等。 此外，电子技术、能源、新型原材料、宇宙开发、生物技术等尖端
科学领域中，制冷技术也起着重要的作用。
4、制冷方法
❖ 液体汽化制冷：利用液体汽化吸热原理。 如：蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷
❖ 气体膨胀制冷：将高压气体做绝热膨胀，使其压力、温度下降，利用降 温后的气体来吸取被冷却物体的热量从而制冷。
本讲主要内容
一、制冷原理 1、制冷的基本概念 2、制冷技术的发展概况 3、制冷技术的应用 4、制冷方法
二、制冷剂、载冷剂和润滑油
三、制冷压缩机 1、制冷压缩机的作用 2、压缩机的工作过程 3、制冷压缩机的分类
4、活塞式制冷压缩机 5、滚动转子式制冷压缩机 6、涡旋（涡线）式制冷压缩机 7、螺杆式制冷压缩机 8、离心式制冷压缩机
力，提高蒸气压力，达到压缩气体的目的。
4、活塞式制冷压缩机
❖ 1）概述： ❖ 活塞式制冷压缩机是研制最早的压缩机，几乎和机械制冷方法同时出
现，在一百多年的使用过程中，得到了广泛发展和深入研究，直到目前 为止，虽然其地位受到其它类型压缩机的挑战，但其产量仍然在各类压 缩机中占主要地位。 ❖ 2）分类： ❖ ①按压缩机气缸分布形式分类：可分为直立式、V型、W型、S型（扇 形）、Y型（星型）等。 ❖ ②按使用的制冷剂种类分类：可分为氨用、卤代烃用制冷压缩机。 ❖ ③按压缩机与电动机的组合形式分类：可分为开启式和封闭式，其中封 闭式又可分为全封闭式和半封闭式两种。 ❖ ④按压缩机的级数分类：可分为单机单级和单机双级压缩机。
精选制冷原理及相关设备课件
制冷原理及相关设备
19
热泵机系统原理图
制冷原理及相关设备
20
制冷循环：压缩机将蒸发器内的低温低压的制冷剂蒸气吸入压缩机内，经压缩后成为高温高压的气体排入冷凝器；在冷凝器内，高温高压的制冷剂气体与室外空气进行热交换，把热量传给空气后冷凝成为高温高压的制冷剂液体，再经过毛细管节流降温降压后进入蒸发器，进入蒸发器的气液两相制冷剂在蒸发器中完全蒸发，从而冷却室内空气；从蒸发器中出来的蒸气再次被压缩机吸入压缩，这样周而复始地连续循环，被冷却的空气在送风机的作用下连续从风管中送至空调区域。制热循环：制热循环是制冷循环的逆循环，这时四通阀换向，制冷剂流向改变，即从压缩机排出的蒸气进入室内的换热器冷凝，冷凝后的制冷剂经毛细管节流后，在室外的换热器中蒸发，蒸发后再被压缩机吸入压缩，这样周而复始地连续循环，被加热的空气在送风机的作用下连续从风管中送至空调区域。
制冷原理及相关设备
4
二、制冷常用名词解释
焓是湿空气的一个重要参数。是一个内能与压力位能之和的复合状态参数。在空调过程中，湿空气的状态经常发生变化，焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交换量。湿空气的变化过程是定压过程，焓差等于热交换量。比热：任何物质当加进热量，它的温度会升高。但相同质量的不同物质，升高同样温度时，其所加进的热量是不一样的。为相互比较，把l kg水温度升高1 ℃所需的热量定为4.19kJ。以此作为标准，其它物质所需的热量与它的比值，称为比热。如 l kg水温度升高l ℃需4.19kJ，则比热值为4.19kJ/kg·℃。
制冷原理及相关设备
16
简单制冷原理图
制冷原理及相关设备
17
制冷剂在蒸发器内与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并汽化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后高压排出。压缩过程需要消耗能量。压缩机排出的高温高压气体工质在冷凝器被常温冷却介质（水或空气）冷却，凝结成高压液体。高压液体流经节流装置时节流，变成低温低压湿蒸汽（汽液两相状态），进入蒸发器，其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷。如此周而复始。
19
热泵机系统原理图
制冷原理及相关设备
20
制冷循环：压缩机将蒸发器内的低温低压的制冷剂蒸气吸入压缩机内，经压缩后成为高温高压的气体排入冷凝器；在冷凝器内，高温高压的制冷剂气体与室外空气进行热交换，把热量传给空气后冷凝成为高温高压的制冷剂液体，再经过毛细管节流降温降压后进入蒸发器，进入蒸发器的气液两相制冷剂在蒸发器中完全蒸发，从而冷却室内空气；从蒸发器中出来的蒸气再次被压缩机吸入压缩，这样周而复始地连续循环，被冷却的空气在送风机的作用下连续从风管中送至空调区域。制热循环：制热循环是制冷循环的逆循环，这时四通阀换向，制冷剂流向改变，即从压缩机排出的蒸气进入室内的换热器冷凝，冷凝后的制冷剂经毛细管节流后，在室外的换热器中蒸发，蒸发后再被压缩机吸入压缩，这样周而复始地连续循环，被加热的空气在送风机的作用下连续从风管中送至空调区域。
制冷原理及相关设备
4
二、制冷常用名词解释
焓是湿空气的一个重要参数。是一个内能与压力位能之和的复合状态参数。在空调过程中，湿空气的状态经常发生变化，焓可以很方便确定该状态变化过程中的热交换量。湿空气的变化过程是定压过程，焓差等于热交换量。比热：任何物质当加进热量，它的温度会升高。但相同质量的不同物质，升高同样温度时，其所加进的热量是不一样的。为相互比较，把l kg水温度升高1 ℃所需的热量定为4.19kJ。以此作为标准，其它物质所需的热量与它的比值，称为比热。如 l kg水温度升高l ℃需4.19kJ，则比热值为4.19kJ/kg·℃。
制冷原理及相关设备
16
简单制冷原理图
制冷原理及相关设备
17
制冷剂在蒸发器内与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并汽化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后高压排出。压缩过程需要消耗能量。压缩机排出的高温高压气体工质在冷凝器被常温冷却介质（水或空气）冷却，凝结成高压液体。高压液体流经节流装置时节流，变成低温低压湿蒸汽（汽液两相状态），进入蒸发器，其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷。如此周而复始。
制冷设备培训课件PPT(57张)
பைடு நூலகம்29
二、重力供液制冷系统
蒸发 器
汽、液 分离器
空气分离器
压缩 油分 冷凝 贮氨 节流 机 离器 器 桶 阀
排液桶
集油器
紧急泄氨器
2020/9/2
30
三、氨泵供液制冷系统
蒸发 器 汽、液 分离器 氨泵
空气分离器
压缩 油分 冷凝 贮氨 节流 机 离器 器 桶 阀
排液桶
集油器
紧急泄氨器
2020/9/2
2020/9/2
34
2020/9/2
35
2020/9/2
36
2020/9/2
37
2020/9/2
38
2020/9/2
39
2020/9/2
40
2020/9/2
41
2020/9/2
42
2020/9/2
43
2020/9/2
44
2020/9/2
45
2020/9/2
46
2020/9/2
0
V
卡诺循环 P – V图
2020/9/2
6
P
Qk
1
2
4
1-4-3-2-1
Q0 0
3 V
逆卡诺循环 P – V图
2020/9/2
7
制冷工质的热力状态图和表
状态：在制冷过程中，工质的物理量 的综合。
状态系数：描述工质状态的物理量。 常用状态系数：温度、压力、比容、
内能、 焓、熵、比熵、干度。 干度 x = 汽体重量 / 汽、液混合物重量
15
一、对制冷剂的要求
• 临界温度不要太低 • 冷凝压力不应过高 • 要求制冷工质的单位容积制冷量要大 • 制冷工质的粘度和比重应可能小 • 导热系数大 • 化学性质方面
制冷原理与设备ppt课件
线簇。
1点
临界点 (critical
2线
p下o临int界) 线 : 不同压力下饱和液 体状态
3区
上 蒸 液临汽相界状区线态(liq：u不id 同reg压io力n)下干饱和 汽液两相区(liquid-vapor
region)
5态 未汽饱相和区液(v体ap，or饱re和gio液n)体，湿饱 和蒸汽，
干饱和蒸汽，过热蒸汽。
等干度线--- 只存在于湿蒸气区。
蒸汽压缩式制冷原理与设备
压焓图的结构如下图所示。以 绝图对的压尺力 寸为，纵提坐高临标低界（压点为区K左了 域边缩的的小精粗 度， 通常纵坐标实取线对为数饱坐和标液）体 ，以焓值为横坐标线。，线上的任何
一点代表一个饱 和液体状态，干 度 x=0。
临界点K右边的粗 实线为饱和蒸气
蒸汽压缩式制冷原理与设备
点1表示制冷 剂进入压缩机 点的状2表态示。制冷 剂出压缩机 时的状态， 也就是进冷 凝器时的状 过程线1-2表示态制。冷剂蒸气在 压缩机中的等熵压缩过程 ， 压力由蒸发压力 升高到冷凝
蒸汽压缩式制冷原理与设备 点3表示制冷剂出冷凝器时 的状态。
过程线2-2'-3
表示制冷剂在
制冷系数： 制冷循环的重要参数是制冷系数，工程上也称之为制冷装置的工作性
能系数，用符号COP表示。在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷 系数就越小。（因此为取得良好的经济效益，没有必要把冷库的温度定得 超乎寻常的低。这也是一切实际制冷循环遵循的原则。）
人工制冷的分类
制冷循环包括压缩式制冷循环、吸收式制冷循环、吸附式制冷循环 、蒸气喷射制冷循环及半导体制冷等。压缩式制冷循环又可分为压缩气 体制冷循环和压缩蒸气制冷循环。目前世界上运行的制冷装置绝大部分 是压缩气体制冷循环。以往，制冷循环应用的制冷剂多半为商品名为氟 利昂的氯氟烃物质CFC、含氢氯氟烃HCFC和氨等。但由于日益严重的环 境问题，CFC、HCFC正逐渐被对环境友善的新型制冷剂替代。
《制冷的基本原理》PPT课件讲解学习
➢ 等温过程：制冷剂在蒸发器和冷凝器中没压力损失。
➢点1表示制冷剂出蒸发器、进入压缩机时的状态。对 应于蒸发温度t0的饱和蒸汽。根据压力和饱和温度的关 系，该点应处于与蒸发压力p0相对应的等压线与饱和 蒸汽线（x=0
➢ 点2表示表示制冷剂出压缩机、进
入冷凝器时的状态。过程线1-2表
示制冷剂蒸汽在压缩机中的等熵压
卧式满液式蒸发器结构
干式壳管蒸发器
板式换热器的结构特点
板式换热器由一组 波纹板片，橡胶密封 垫和一副金属框架组 成。板片之间构成流 道并由密封垫密封。 冷热流体在密封垫的 引导下分别交替地流 过各自的流道并通过 板片传递热量
空气强制对流的蒸发器及其肋片管型式 a) 蒸发器 b) 绕片管 c) 套片管
Lnp 3
4
Lnp
ht
k
2' 2 1
S
=0
P
=1
h
h
压焓图
图中临界点k左边的粗实线为饱和液 体线，线上的任何一点代表一个 Lnp h t 饱和液体状态，干度x=0；
k S
右边的粗实线为干饱和蒸汽线，线 上任何一点代表一个饱和蒸汽状态 ，干度x=1。
=0
P
=1
h
这两条曲线将图形分为三个区域：饱和液体线的左边是过冷液 体区，该区域的液体称为过冷液体，过冷液体的温度低于同一 压力下饱和液体的温度；干饱和线的右边是过热蒸汽区，该区 域内的蒸汽称为过热蒸汽，过热蒸汽的温度高于同一压力下饱 和蒸汽的温度；两条线之间的区域为两相区，制冷剂在该区域 处于汽、液混合状态（湿蒸汽状态）。
在葡萄酒生产中，大多采用这种供冷方式。采用载冷 剂供冷的优点在于可将制冷剂的使用限制在一个较小 的系统范围内，减少制冷机房中管道和接头，减少泄 漏的可能性。采用载冷剂供冷易于解决冷量的控制和 分配问题，对于容量大、集中供冷的制冷装置，都采
➢点1表示制冷剂出蒸发器、进入压缩机时的状态。对 应于蒸发温度t0的饱和蒸汽。根据压力和饱和温度的关 系，该点应处于与蒸发压力p0相对应的等压线与饱和 蒸汽线（x=0
➢ 点2表示表示制冷剂出压缩机、进
入冷凝器时的状态。过程线1-2表
示制冷剂蒸汽在压缩机中的等熵压
卧式满液式蒸发器结构
干式壳管蒸发器
板式换热器的结构特点
板式换热器由一组 波纹板片，橡胶密封 垫和一副金属框架组 成。板片之间构成流 道并由密封垫密封。 冷热流体在密封垫的 引导下分别交替地流 过各自的流道并通过 板片传递热量
空气强制对流的蒸发器及其肋片管型式 a) 蒸发器 b) 绕片管 c) 套片管
Lnp 3
4
Lnp
ht
k
2' 2 1
S
=0
P
=1
h
h
压焓图
图中临界点k左边的粗实线为饱和液 体线，线上的任何一点代表一个 Lnp h t 饱和液体状态，干度x=0；
k S
右边的粗实线为干饱和蒸汽线，线 上任何一点代表一个饱和蒸汽状态 ，干度x=1。
=0
P
=1
h
这两条曲线将图形分为三个区域：饱和液体线的左边是过冷液 体区，该区域的液体称为过冷液体，过冷液体的温度低于同一 压力下饱和液体的温度；干饱和线的右边是过热蒸汽区，该区 域内的蒸汽称为过热蒸汽，过热蒸汽的温度高于同一压力下饱 和蒸汽的温度；两条线之间的区域为两相区，制冷剂在该区域 处于汽、液混合状态（湿蒸汽状态）。
在葡萄酒生产中，大多采用这种供冷方式。采用载冷 剂供冷的优点在于可将制冷剂的使用限制在一个较小 的系统范围内，减少制冷机房中管道和接头，减少泄 漏的可能性。采用载冷剂供冷易于解决冷量的控制和 分配问题，对于容量大、集中供冷的制冷装置，都采
制冷系统基本工作原理PPT课件
进冷凝器，冷凝器以风冷水冷等形式对制冷剂气
体进行冷凝，冷凝后的高温高压液体储存在冷凝
器底部及储液器中，冷凝时放出的热量通过风机、
水泵等设备带出并散到环境中，当高温高压的液
体流经膨胀阀后，以低温低压的液体状态再进入
蒸发器吸收汽化潜热而制冷，如此完成制冷循环。
.
34
制冷系统 -蒸汽压缩式制冷
蒸气压缩式制冷系统的构成
体，并使之冷凝成液体，从而完成整个制冷循环。
工作介质：吸附剂和制冷剂；
常见的吸附工质对有：
沸石——水；
硅胶——水，
氯化钙——氨等
活性碳－甲醇；
金属氢化物－氢
.
42
制冷系统 -吸附式制冷
间歇式吸附式制冷. 系统（太阳能制冷机） 43
制冷系统 -吸附式制冷
以沸石——水工质对为例说明其工作过程：
白天，吸附床受日光照射温度升高产生解析作用，从
物质发生从质密态到质稀态的相变时，将吸收潜 热；反之，当它发生由质稀态向质密态的相变时，放 出潜热。
.
12
热工基础知识 - 显 热
大气压
水
显热：不改变物质状态 只引起物质温度变化的 热量。
加热
.
13
热工基础知识 - 潜热、蒸发和沸腾
大气压
潜热：不改变物质 温度只改变物质状 态的热量。
水沸腾 水变成水蒸汽
过热：在饱和压力的条件下，继续对饱和蒸汽加热， 使其温度高于饱和温度，这种状态称为过热，这种 蒸气称为过热蒸汽。升高后的温度称为过热温度， 过热温度与饱和温度之差称为过热度。
.
16
热工基础知识 - 升高饱和点
压力锅防止蒸汽 逃逸。
液体表面压力升 高使液体的沸点 升高
制冷原理与设备培训课程(ppt版)
制冷 原理与设备 (zhìlěng)
热能 教研室 (rènéng)
第一页，共四十五页。
第一章 绪论(xùlùn)
1. 制冷(zhìlěng)的定义 作为一门科学，制冷是指采用人工的方法在一定时间和一 定空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以 下，并保持这个低温。 因此，制冷不同于自然冷却。
第二十二页，共四十五页。
立式壳管式水冷冷凝器
第二十三页，共四十五页。
卧式壳管式冷凝器
第二十四页，共四十五页。
套管(tào ɡuǎn)式冷 凝器
第二十五页，共四十五页。
第二十六页，共四十五页。
第二十七页，共四十五页。
第二十八页，共四十五页。
蒸发式冷凝器 第二十九页，共四十五页。
蒸发式冷凝器
对制冷循环进行热力学的分析和计算。〔比方压缩式制冷〕
(2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。
(3)研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括他们的工
作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配
套设计。此外，还有热绝缘问题、制冷装置的自动化问题等等。
制冷技术的理论根底主要为热工的三大根底课程，即?工程热
蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷和吸
附式制冷。
蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷是目前应用最为广泛的
两种制冷方式，也是本课程所讲述的主要内容，我们会 在以后的章节中着重讲述，本节只简单(jiǎndān)介绍其它的制冷
方式。
第十页，共四十五页。
液体气化制冷原理
第十一页，共四十五页。
第二章 蒸气(zhēnɡ qì)压缩式制冷装置
➢用人工方法构成各种人们(rén men)所希望到达的环境条件， 包括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。
热能 教研室 (rènéng)
第一页，共四十五页。
第一章 绪论(xùlùn)
1. 制冷(zhìlěng)的定义 作为一门科学，制冷是指采用人工的方法在一定时间和一 定空间内将某物体或流体冷却，使其温度降到环境温度以 下，并保持这个低温。 因此，制冷不同于自然冷却。
第二十二页，共四十五页。
立式壳管式水冷冷凝器
第二十三页，共四十五页。
卧式壳管式冷凝器
第二十四页，共四十五页。
套管(tào ɡuǎn)式冷 凝器
第二十五页，共四十五页。
第二十六页，共四十五页。
第二十七页，共四十五页。
第二十八页，共四十五页。
蒸发式冷凝器 第二十九页，共四十五页。
蒸发式冷凝器
对制冷循环进行热力学的分析和计算。〔比方压缩式制冷〕
(2)研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。
(3)研究实现制冷循环所必需的各种机械和技术设备，包括他们的工
作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配
套设计。此外，还有热绝缘问题、制冷装置的自动化问题等等。
制冷技术的理论根底主要为热工的三大根底课程，即?工程热
蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷和吸
附式制冷。
蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷是目前应用最为广泛的
两种制冷方式，也是本课程所讲述的主要内容，我们会 在以后的章节中着重讲述，本节只简单(jiǎndān)介绍其它的制冷
方式。
第十页，共四十五页。
液体气化制冷原理
第十一页，共四十五页。
第二章 蒸气(zhēnɡ qì)压缩式制冷装置
➢用人工方法构成各种人们(rén men)所希望到达的环境条件， 包括地面的各种气候变化和高空宇宙及其它特殊的要求。
- 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)。
4、 热交换及压力损失对制冷循环的影响
1）吸气管道
1’
吸气管道的换热 无效
吸气管道的压力降
v'1 > v1
p2 p2 > p '1 p1
qv '﹤q v
容积效率
'0﹤ 0 始终是无益的，对系统循环性能的影响最大！
0 > w0
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
有效过热对循环是否有益与制冷剂本身的特性有关。如图所示， 该图是在蒸发温度为 0℃、冷凝温度为40℃的条件下计算所得 的结果
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
第二篇 能力篇
模块四 单级制冷循环系统原理与应用 （2）
Department of Power Engineering
理论制冷循环过程在压焓图上的表示
h 4 h3
s
3
2’
2
pk
p0
1）制冷压缩机压缩过程
2）制冷剂冷却、冷凝过程 3）制冷剂膨胀过程
4
1
理论循环流程图.swf
4）制冷剂蒸发过程 Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
实际循环的简化
1）不考虑压力降，以及管道的传热和管道内制冷剂的状 态变化，将这些问题归属于制冷工艺设计中解决。 2）忽略节流时制冷剂与环境的换热，仍近似认为是等焓 过程。 3）考虑制冷剂与热源、冷源间的有温差传热。 4）考虑制冷循环中的蒸气过热和液体过冷现象的影响。 5）通过输气系数λ、制冷压缩机的指示效率ηi将压缩过程 中的实际输气量的减少、压缩的非等熵变化等复杂的不可 逆过程，简化成一个从吸气压力p1（p1=p0）到排气压力 p2（p2=pk）的简单增熵压缩过程。
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
4、 热交换及压力损失对制冷循环的影响
5）蒸发器
4’
不改变制冷剂流出蒸发器时的状态
p '4 >p 4 t '4 > t 4 对系统性能无影响 传热温差 传热面积 h3 h'4 h 4
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
4.2.2 单级蒸气压缩式制冷实际循环的热力状态图
4-1表示制冷剂在蒸发器汽化和压降过程； 1-1表示制冷剂蒸气的过热（有益或有害）和压降过程； 1-2s表示制冷剂蒸气在制冷压缩机内实际的非等熵压缩过程； 2s-2s表示制冷压缩机压缩后的制冷剂蒸气经过排气阀的压降过程； 2s-3表示制冷剂蒸气经排气管进入冷凝器的冷却、冷凝和压降过程； 3-3表示制冷剂液体的过冷和压降过程； 3-4表示制冷剂液体的非绝热节流过程 Department of Power Engineering
3、 回热循环
– 回热循环 • 单位质量制冷量q0 增大 • 比功w0 增大 • 制冷系数ε = q0/w0 不确定
R717
R22
ε 下降
ε 无明显变化
R134a、R290、R502 ε 提高
回热循环流程图.swf
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环 3、单位冷凝热负荷
Lg p 5 4 p
,
k 3 (2) 2
qk h2' h4
p 0 6
,
1 1 h
简化后的实际循环在压焓图上的表示
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环 4、制冷剂质量流量
实际循环的输气量小于理论循 环，功率消耗大于理论循环！
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
5、不凝性气体对制冷循环的影响
定义：冷凝压力下不能冷凝为液体的气体 来源：系统检修时带入的空气。部分润滑油、制冷剂 发生的分解。制冷压缩机负压时低压部分渗透进来的 空气。 影响 • 冷凝面积减少 • 冷凝器内的压力增加 • 压缩机排气压力、温度提高 • 比功增加 • 制冷系数下降 • 制冷量减少 • 压缩机容积效率降低
4、 热交换及压力损失对制冷循环的影响
2）排气管道
2’’
无影响 p2 排气管道的换热
排气管道的压力降
容积效率
w0
0
对系统性能的影响比吸气管道小！
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
4、 热交换及压力损失对制冷循环的影响
3）液体管道
液体管道的换热
过冷
q0
液体管道的压力降
流速相对小 阻力相对较小 节流装置要高于冷凝器，防止 液体制冷剂气化！
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
4、 热交换及压力损失对制冷循环的影响
4）两相管道
两相管道的换热
被冷却空间内 被冷却空间外
有效
q0
两相管道的压力降 压力降对系统性能无影响， 但是若多蒸发器用一节流元件，要保证分液均匀。
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环 1、制冷压缩机的实际压缩过程 1 ）压缩机进气压力低于制冷剂蒸气压力、实际 吸气量减小。 吸气管道、吸气阀件时有摩阻压降。低温蒸气进 入压缩气缸时将吸收气缸壁热量而比体积增大。 2）实际压缩过程是绝热非等熵过程。 存在与外界环境的换热，压缩过程是一个多变指 数不断变化着的不可逆多变过程，其表现出来的 总效应使得压缩后的熵增加。
复习巩固
3
2
4
1
Department of Power Engineering
1．单位质量制冷量 2．单位容积制冷量 3．制冷剂质量流量 4．单位理论比功 5．压缩机消耗的理论功率 6．压缩机吸入的容积 7．制冷系数 8．冷凝器单位热负荷 9．冷凝器热负荷 10．热力完善度
q0=h1－h4 qv=q0/v1 qm=Q0/q0 w0=h2－h1 P0 = qm×w0 V=qm×v1 ε0=q0/w0 qk=h2－h3 Qk= qm×qk εc= T0/（TK- T0） β＝ε0/εc
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
3）存在排气损失和排气节流损失，造成系统附加能 耗。 活塞式制冷机的实际排气压力高于冷凝压力时，才 能开启排气阀件，制冷剂通过排气阀件时有节流压 降。螺杆式制冷机排气压力高于背压间才能顺利排 气。 4）实际输气量的减少，无效耗功增大。 制冷剂会通过制冷机内部部件的间隙由高压部位向 低压部位泄漏，且制冷压缩机存在余隙容积。存在 机械摩擦。
qm Q0 q0
5、压缩机的理论功率和指示功率
P0 qm w0
6、冷凝器的热负荷
P0 Pi i
Qk qm qk
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
7、实际制冷系数
Q0 Pi
8、热力完善度 （实际制冷循环与逆卡诺循环制冷系数的比值）
c
9、能效比（有效制冷量与总输入功率的比值）
Q0 E.E.R Pin
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
作业 6．单级蒸气压缩式制冷理论循环和实际循 环有何区别？ 7．影响单级蒸气压缩式制冷循环效率的因 素有哪些，这些因素会产生怎样的影响?
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
过热循环
– 有效过热 • 单位质量制冷量q0 增大 • 比功w0 增大 • 制冷系数ε = q0/w0 不确定 – 有害过热 • 单位质量制冷量q0 不变 • 比功w0 增大 • 制冷系数ε = q0/w0 减小
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
4.2 单级蒸气压缩式制冷实际循环
4.2.1 单级蒸气压缩式制冷实际循环的特性
实际循环和理论循环的差异主要表现在： 1）压缩过程是非等熵过程，且有摩擦损失。 2）热交换过程中，有吸气过热、液体过冷现象存在。通常制 冷压缩机的吸气是过热蒸气，节流器前的液体是过冷液体。 3 ）热交换过程中，存在传热温差，被冷却对象温度高于制冷 剂的蒸发温度，环境介质温度低于制冷剂冷凝温度，即TL>T0、 TH<Tk。 4）节流过程不完全是绝热过程，即不是等焓节流过程。 5）制冷剂在设备及管道内流动时，存在流动阻力损失，且与 外界有热量交换。 6）制冷系统中存在着不凝性气体。
Department of Power Engineering
4.2单级蒸气压缩式制冷实际循环
图4-9 简化分析的单级制冷实际循环的热力状态图
1—1′为蒸气过热过程，1′是制冷压缩机吸气状态点。 1′一2′为实际增熵压缩过程。 2′是实际压缩过程排气状态点，也是进入冷凝器的蒸气状态点。 1′—(2)为理论压缩过程。 2′—3—4为制冷剂在冷凝压力pK下的等压冷却冷凝过程。 4—5为制冷剂在冷凝压力pk下的再冷却过程。 5—6为制冷剂的等焓节流过程。 6—1为制冷剂在蒸发压力p0下的等压汽化吸热过程。 Department of Power Engineering