蒸汽喷射式制冷
毕业论文（设计）喷射式制冷系统的高级
喷射式制冷系统的高级㶲分析摘要本文采用了常规㶲分析和高级㶲分析对喷射式制冷系统进行了研究，把系统各部件的㶲损进一步分割成内源性部分、外源性部分、不可避免性部分和可避免性部分。
常规㶲分析和高级㶲分析得出了不同的系统优化次序。
常规㶲分析表明喷射器的㶲效率最低，发生器㶲效率最高，系统㶲效率为8.24%；高级㶲分析表明系统39.7%的㶲损是可以避免的，有很大的节能潜力。
关键词喷射制冷；喷射器；高级㶲分析；㶲损0前言当今制冷空调行业中占主流的蒸气压缩式制冷设备耗能巨大，其耗电量占全世界发电量的17%左右[1]，在中国则占全社会电力总负荷的20%以上[2]。
利用太阳能、地热能、工业余热等低品位热能制取冷量，是提高能源的有效利用一个重要途径和实现节能减排的一个重要方法，主要形式有吸附式制冷系统、吸收式制冷系统和喷射式制冷系统。
与前两种已商业化的技术相比，喷射式制冷系统在结构，维护及适用性等方面均更具优势，但是，它的性能系数相对较低，喷射器的合理设计比较困难，严重限制了其推广应用。
为了对喷射式制冷系统进一步深入了解，本文利用热力学第二定律对其进行研究，使用高级㶲分析（advanced exergy analysis）对系统部件的㶲损（exergy destruction）进行分割，揭示系统各部件的相互联系和系统的改善潜力。
1 喷射式制冷系统喷射式制冷系统是以喷射器代替压缩机，以消耗热能作为补偿来实现制冷，主要由发生器、冷凝器、蒸发器、喷射器、节流阀和循环泵等设备组成，其系统和工作过程的温熵图如图1所示。
图1 喷射式制冷系统和温熵图为简化数学模型和理论分析，本文中对系统和部件做了一系列的简化：（1）系统是稳态，忽略换热器和管道中的压力损失和热量损失。
制冷剂为R600，在换热器的出口都是饱和状态，系统的制冷量为10kW；（2）在喷射器中，喷嘴、混合室和扩散室的各种损失分别以喷嘴效率（ηn）、混合效率（ηm）和扩散效率（ηd）来表示，工质泵用等熵效率（ηPU）来表示；（3）载冷剂在发生器的出入口分别是饱和液态水和饱和蒸汽，T7=T8=100°C，在冷凝器和蒸发器中，水为载冷剂，且T9=27°C，T10=32°C，T11=10°C，T12=15°C；（4）在㶲分析中，参考状态为T0=25°C，P0=101.41kPa[3]。
蒸汽喷射制冷原理
蒸汽喷射制冷原理蒸汽喷射制冷是一种利用蒸汽喷射产生制冷效果的方法。
它主要包括热力学、喷射器、冷凝器、压缩机、膨胀阀、热交换器和控制系统等原理。
1. 热力学原理蒸汽喷射制冷涉及到热力学原理，主要是热力学第二定律和热力学第一定律。
热力学第二定律指出，热量总是从高温物体传导到低温物体，而不能自发地从低温物体传导到高温物体。
这意味着制冷过程需要外部能量输入，例如电能或热能。
热力学第一定律则是指能量守恒定律，即能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 喷射器原理喷射器是蒸汽喷射制冷系统的核心部件之一。
它利用蒸汽在高速流动过程中产生的压力差来吸入和压缩气体，从而将蒸汽和气体混合在一起。
混合后的气体通过喷嘴以高速度喷出，产生强烈的吸力，将冷凝器中的制冷剂吸入并输送到冷凝器中。
3. 冷凝器原理冷凝器是蒸汽喷射制冷系统中最重要的设备之一。
它利用制冷剂在低温下冷凝的特性，将制冷剂从气态转化为液态。
当蒸汽喷射器将蒸汽和气态制冷剂混合物输送到冷凝器时，混合物中的气态制冷剂在低温下冷凝成液态，释放出大量的热能。
这些热量被传递给冷却水并排放到环境中。
4. 压缩机原理压缩机是蒸汽喷射制冷系统的另一个核心部件。
它利用电动机驱动，将气态制冷剂从低压区吸入并压缩成高压区，然后输送到冷凝器中。
压缩过程中，制冷剂的压力和温度都会升高，从而提高了制冷效果。
5. 膨胀阀原理膨胀阀是蒸汽喷射制冷系统中的另一个重要设备。
它位于冷凝器和蒸发器之间，用于将高压液态制冷剂转化为低压气态制冷剂。
膨胀阀通过控制制冷剂的流量和压力，实现制冷剂在蒸发器中的均匀分配和蒸发。
6. 热交换器原理热交换器是蒸汽喷射制冷系统中的重要设备之一。
它利用两种不同温度的流体之间的热交换来实现热量传递。
在蒸汽喷射制冷系统中，热交换器通常分为蒸发器和冷凝器两部分。
蒸发器利用冷却水将热量从被冷却物体传递给制冷剂，而冷凝器则将热量从制冷剂传递给冷却水。
7. 控制系统原理控制系统是蒸汽喷射制冷系统的中枢神经。
低压蒸汽喷射制冷站设备操作及维护规程分解
低压蒸汽喷射制冷站设备操作及维护规程编制：审核：批准：目录第一章制冷站工艺概述 (1)1 主要构成及用途 (1)2 核心设备 (1)3 制冷原理 (1)4 工艺流程图 (1)5 系统概述 (2)6 主要优点 (2)第二章制冷站在主要设备及性能参数 (3)1 GY-250K型低压蒸汽喷射制冷机技术参数 (3)2 冷冻水系统设备参数 (4)3 恒温恒湿空调机 (4)4 冷却水循环系统设备 (7)第三章制冷站蒸汽真空喷射制冷机操作及维护 (9)1 试车、开车前阶段 (9)2 开车 (9)3 停车 (10)4 日常运行管理注意事项 (10)5 常见故障原因及处理方法 (12)第四章制冷站电气控制系统部分 (14)1 电气概述 (14)2 制冷站低压控制系统主要设备 (14)3 主要电气故障 (15)蒸汽喷射制冷站设备操作维护规程第一章制冷站工艺概述1 主要构成及用途蒸汽喷射制冷站主要由蒸汽喷射制冷机及配套管路、水泵、电机、空调机等设备设施构成。
用于主电室、办公楼、化验室的制冷降温。
2 核心设备其中主要制冷核心设备为蒸汽喷射制冷机，蒸汽喷射制冷机是由蒸发器、主冷凝器、一级辅助冷凝器，二级辅助冷凝器、5组主喷射器、2组辅助喷射器构成。
3 制冷原理蒸汽喷射制冷机遵循热力学第一定律和热力学第二定律，即蒸发制冷过程和压缩放热过程，同时还遵守流体力学原理，即流量连续性方程式产生的压差来完成速度的变化，使蒸发器内形成真空状态，从而低温蒸发带走热量，完成蒸发器内的冷蒸汽和冷冻水的分离，从而达到制冷降温效果。
4 工艺流程图5 系统概述如上图所示，可将制冷站系统概括为三大系统，即冷冻水系统、冷却水循环系统以及蒸汽系统。
5.1冷冻水系统：冷冻水池的水经由冷冻水泵打到用户，换热后变成温度稍高的水，然后回到蒸发器进口，经蒸发器制冷降温变成冷冻水回到冷冻水池，然后继续循环利用；5.2蒸汽系统：0.35Mpa的低压蒸汽经喷射器将蒸发器内的热量带到主冷器；5.3冷却水系统：冷却水在主冷器内与蒸汽及带来的冷冻水的热量混合形成热水，进入热水池内，经热水循环泵打到冷却塔，经冷却塔降温后，进入冷却水池内，然后冷却水池内的水经冷却水泵打到主冷器内形成循环回路。
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
制冷
制冷分类根据人工制冷所能达到的低温，一般将人工制冷技术分为制冷、低温和超低温技术。
通常称从低于环境温度至119.8K（-153.35℃，氪Kr标准沸点）为制冷技术；称从119.8-4.23K （-268.92℃，氦He标准沸点）为低温技术；称从4.23K至接近绝对零度为超低温技术。
在制冷领域内，将应用于食品冷加工、空调制冷等的制冷技术成为普冷，应用于气体液化、分离等的制冷技术称为深冷。
制冷方法1、相变制冷：蒸汽压缩式制冷（离心、螺杆、活塞）蒸汽吸收式制冷（消耗热能为前提，无机械运动部分，运行平稳，震动小，耗电少，对热能质量要求低，经济性好）蒸汽喷射式制冷液体汽化相变制冷的能力大小与制冷剂的汽化潜热有关：制冷剂的分子量越小，汽化潜热量越大任何一种制冷剂的汽化潜热随汽化压力的提高而减小，当达到临界状态时，汽化潜热为零，所以从制冷剂的临界温度至凝固温度是液体汽化相变制冷循环的极限工作温度范围。
2、气体膨胀制冷3、热电制冷（半导体制冷）帕尔贴效应（电流流过两种金属组成的闭合回路，环路出现一个结点吸热，一个结点放热的现象）：体积小、无噪音、运行可靠、冷却速度快、效率低。
4、固体吸附式制冷5、气体涡流制冷：压缩气体通过涡流管分成冷热流体，冷流体用于制冷。
制冷剂定义一般把制冷剂和载冷剂统称冷媒。
制冷剂又称制冷工质，南方称为雪种。
它在制冷系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷。
制冷剂在蒸发器内吸收被冷却介质（水或空气等）的热量而汽化，在冷凝器中将热量传递给周围空气或水而冷凝。
在蒸气压缩式制冷机中，使用在常温或较低温度下能液化的工质为制冷剂，如氟利昂（饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物），共沸混合工质（由两种氟利昂按一定比例混合而成的共沸溶液）、碳氢化合物（丙烷、乙烯等）、氨等；在气体压缩式制冷机中，使用气体制冷剂，如空气、氢气、氦气等，这些气体在制冷循环中始终为气态；在吸收式制冷机中，使用由吸收剂和制冷剂组成的二元溶液作为工质，如氨和水、溴化锂（分子式：LiBr。
制冷的概述
螺杆式制冷压缩机
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涡旋式制冷压缩机
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涡旋式制冷压缩机
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离心式制冷压缩机 实物图
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实物图
旋转式压缩机
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往复活塞式压缩机
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2)放热冷凝。 冷凝器是输出热量的设备， 把压缩机排出 的高温高压制冷剂蒸汽，通过散热器散热冷 凝为液体制冷剂。制冷剂从蒸发器中吸收的 热量和压缩机产生的热量，被冷凝器周围的 冷却介质所吸收而排出系统。
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立式壳管式冷凝器
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卧式壳管式冷凝器
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冷凝器图片
丝管式冷凝器
翅片式 冷凝器
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蛇炮(套管式冷凝器)
汽车空调冷凝器 风冷式冷凝器
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3）节流降压
节流机构的作用：节流阀对制冷剂起节流降压 作用并调节进入蒸发器中的制冷剂流量。它在通道 某处的流通截面积急速变小，当液体经过该处时， 会受到较大的阻力，待流出狭道时，压力显著下降， 同时伴随温度下降。
一、蒸气压缩式制冷循环 1、蒸气压缩式制冷系统
蒸气压缩式制冷系统，由压缩机、冷凝器、膨 胀阀（又称节流阀）、蒸发器四个部分组成。
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减压作用， 变成低温 低压制冷 剂液体
通过冷却放热 变成高压常温
液体
液体降压蒸发变 成气体同时吸热
温度下降
吸收来自蒸 发器的气体 压缩成高温 高压气体
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冷循环的动力设备，在正 向循环中锅炉消耗热能， 产生压力为0．198～ 0．98MPa的工作蒸汽，以 保证完成循环。在工业制 冷中也可利用能保证工作 压力的工业余汽，以节约 能源。在循环中，锅炉产 生的高压水蒸汽通过阀件 等部件输送到蒸汽喷射式 制冷循环的主喷射器和各 个辅助喷射器。
《食品工厂机械与设备》冷却和冷冻设备
制冷是指利用物体的相变或状态变化产生冷效应的方法。根据 制冷剂状态变化，可以分为液化制冷、升华制冷和蒸发制冷三类。
习惯上将利用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等构成的蒸发 式制冷成为机械制冷，而将其它的制冷方法成为非机械制冷。
食品工厂机械与设备——冷却和冷冻设备
1. 一般机械式制冷方法
蒸汽压缩式制冷：
原理：常温及普通低温下可以液化 的物质（氨、氟利昂及某些碳氢化合物） 作为工质，在循环过程不断发生集态改变 （液→气→液）并吸收热量达到降温制冷。
原理图问题：理论上的制冷循环 （蒸发器中出来的制冷剂蒸气带有雾滴； 润滑油会随温度的升高而汽化等）。
蒸发压缩式制冷循环的原理图
食品工厂机械与设备——冷却和冷冻设备
2.常见的压缩式制冷循环
① 单级压缩制冷循环：
➢ 氨液分离器：雾滴被消除，保证了压缩 机的正常工作；
➢ 分油器：压缩机润滑油不再进入系统， 从而提高了冷凝器和蒸发器的换热效率；
➢ 贮液罐ห้องสมุดไป่ตู้一是保证系统运行平稳，二是 可以方便地为多处用冷场所提供制冷剂。
单级压缩制 冷循环图
食品工厂机械与设备——冷却和冷冻设备
膨胀阀进入蒸发器的氨液中的氨气，使进入蒸发器的氨液中无氨气存在，以提高传热效果。 4）空气分离器： ➢ 分离排除在冷凝器中不能液化的气体，以保证制冷系统的正常运转。 5）中间冷却器： ➢ 应用于双级（多级）压缩制冷系统中用以冷却低压压缩机压出的中压过热蒸汽。 6）除霜系统： ➢ 把冷凝器派出的热水冷却，循环使用。适合于空气湿球温度低于水温情况。
➢ 制冷机是由许多设备组成的，它包括了压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等主 要而必备的设备，还包括油分离器、贮液桶、排液桶、气液分离器、空气分离 器、中间冷却器、凉水设备等附属设备，这些附属设备都是为了提高制冷效率、 保证制冷机安全和稳定设置的。
制冷技术试题集
制冷技术试题集1. 按照温度范围,制冷一般可分为普通制冷、深度制冷、低温制冷、超低温制冷。
2. 液体汽化制冷方法主要有蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷、吸附式制冷、蒸汽喷射式制冷3. 帕尔帖效应是指电流流过两种不同材料组成的电回路时，两个接点处将分别发生了吸热、放热效应。
4. 蒸汽喷射式制冷机的喷射器由喷嘴、吸入室、扩压器三部分组成。
5. 蒸汽喷射式制冷机用喷射系数作为评定喷射器性能的参数，喷射式制冷机效率低的主要原因是对工作蒸汽要求较高，当工作蒸汽压力降低时效率明显降低6. 影响吸附式制冷机商品化的主要制约因素是吸附和脱附过程比较缓慢，制冷循环周期较长，与蒸汽压缩式和吸收式制冷机相比，制冷量相对较小，热力系数一般为0.5~0.67. 热电制冷机若要转为热泵方式运行，只要改变电流方向(即可实现制冷与制热模式的切换)。
8. 磁热效应是指固体磁性物质(磁性离子构成的系统)在受磁场作用磁化时，系统的磁有序度加强(磁熵减小)，对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降(磁熵增大)，又要从外界吸收热量9. 液体汽化制冷循环由制冷剂在低温下蒸发成低压蒸气、低压蒸气提高压力成高压蒸气、高压蒸气冷凝成高压液体、高压液体降低压力成低压液体回到I 四个过程组成。
10. 定压循环气体膨胀制冷机采用回热器的目的是降低压力比。
11. 斯特林制冷循环由两个等温过程和两个等容回热过程组成。
12. 用汽化潜热和干度表示的单位制冷量表达式为qo=ro(1-x5)。
13. 涡流管制冷装置中，从孔板流出的是冷气流；调节控制阀可改变两股气流的温度。
14. 压缩气体用膨胀机膨胀时温度升高，用节流阀膨胀时温度降低。
15. 热量驱动的可逆制冷机的热力系数等于工作于高、低温热源间的可逆机械制冷机的制冷系数1T /T 1c a -和工作于驱动热源和高温热源间的可逆热力发动机的热效率ga T /T 1-两者之积。
16. 从温度为T0的低温热源取出的热量Q0中所含火用为Ex,q ’=(1-T0/T)Q0，工质焓火用为Ex,h=H-H0-T0(S-S0)。
冷冻知识简介
1、制冷（冷冻操作)：采用人为的方法，利用冷冻剂从被冷冻的物料中取出热量，使被冷冻物料的温度低于周围环境的温度，同时将热量传给周围的水或空气等的操作称为制冷或冷冻操作。
2、分类：普通制冷：将产生和维持冷冻温度在173K（-100℃）以上的低温制冷技术称为普通制冷。
深度冷冻：将产生和维持冷冻温度在173K（-100℃）以下的低温制冷技术称为深度冷冻。
•1、相变制冷：利用某些物质在发生相变时的吸热效应进行制冷的方法。
如蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式制冷等都属于相变制冷。
•①蒸汽压缩式制冷：•②吸收式制冷：•③蒸汽喷射式制冷：•2、气体膨胀制冷：是基于压缩气体的绝热节流效应或压缩气体的绝热膨胀效应，从而获得低温气流来制取冷量的制冷技术，常用的有空气制冷循环等。
•特点：循环效率高，机械设备紧凑，操作管理方便，应用范围广等特点。
•一、冷冻循环：借助一种中间体----冷冻剂使它低压吸热高压放热，达到制冷目的循环操作叫做冷冻循环。
•1、蒸发器：是冷冻剂从低温热源吸热的热力设备。
在蒸发器中，液态冷冻剂进行的主要是以沸腾为主的汽化过程，液态冷冻剂从被冷却物质中吸收热量，汽化为低压低温的蒸汽，从而实现制冷。
•2、压缩机：是冷冻系统的心脏，是冷冻循环中消耗外界机械功压缩并输送冷冻剂的热力设备。
它将低压低温的蒸汽压缩为高温高压的蒸汽•3、冷凝器：是通过冷却介质来冷却、冷凝压缩机排出的冷冻剂蒸汽，并将热量传递给高温热源的热力设备。
其热量由冷却介质带走，冷冻剂蒸汽被冷凝。
•4、节流器:是将冷却、冷凝后的冷冻剂液体由冷凝压力节流降压至蒸发压力的热力设备。
它控制和调节进入蒸发器冷冻剂的数量，并将冷冻系统分为高压侧和低压侧两部分。
•二、冷冻系数:是指完成冷冻循环时冷冻剂自被冷系统中吸取的热量与消耗的外功或消耗外界热量之比。
冷冻系数是评价冷冻循环优劣、循环效率高低的指标。
•ε﹦Q1/N ﹦Q1/（Q2-Q1）•Q1：从被冷冻系统中取出的热量，即冷冻能力，W或KW•N:完成冷冻循环所消耗的机械功，W或KW。
冷热源技术标准
冷热源技术标准7.1 一般术语7.1.1 制冷refrigeration用某种手段将热量从被控物体或者空间中排出，使其温度低于周围环境温度，并维持这个温度的过程。
7.1.2 蒸气压缩式制冷vapour compression refrigeration以机械能为驱动能量，通过蒸气压缩制冷循环，利用制冷剂液体在气化时产生的吸热效应的制冷方式。
7.1.3 吸收式制冷absorption refrigeration以热量为驱动能量，以一种物质对另一种物质的吸收和发生效应为驱动力，利用制冷剂液体在气化时产生的吸热效应的制冷方式。
7.1.4 吸附式制冷adsorption refrigeration以热量为驱动能量，以一种物质对另一种物质的吸附和脱附效应为驱动力，利用制冷剂液体在气化时产生的吸热效应的制冷方式。
7.1.5 制冷机refrigerating machine在某种动力驱动下，通过热力学逆循环连续地将热量从低温物体或介质转移到高温物体或介质，并用以制取冷量的装置。
7.1.6 热泵heat pump在某种动力驱动下，通过热力学逆循环连续地将热量从低温物体或介质转移到高温物体或介质，并用以制取热量的装置。
它也可以实现制冷机的功能。
7.1.7 冷水chilled water由冷水机组等制冷设备提供的能满足空调或其他工艺降温需求的低温水。
7.1.8 冷却水cooling water带走冷水机组等制冷设备排放的冷凝热的冷却用水。
7.1.9 名义工况nominal condition用于设备性能检测的单组或多组规定的试验条件，通常规定在有关标准、产品铭牌或样本上。
7.1.10 制冷量refrigerating capacity在规定工况下，单位时间内从被冷却的物质或空间中移除的热量，也称制冷能力。
7.1.11 性能系数coefficient of performance在规定的试验条件下，制冷及制热设备的制冷及制热量与其消耗功率之比，其值用W／W表示，简称COP。
制冷原理与设备吴业正第二版复习大全A
制冷原理与设备考试复习资料制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。
一、人工制冷是指用人为的方法不断地从被冷却系统（物体或空间）吸收热量并排至环境介质（空气或水）中去，并在必要长的时间内维持所必要的低温的一门技术。
二、制冷技术的研究内容1）研究获得低温的方法和有关机理，以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力计算。
2）研究制冷工质的性质3）研究制冷循环所必需的各种机械设备、控制仪表和系统等，以及它们的工作原理、性能分析、结构设计、组织流程、系统配套、设备隔热及自动化运行制冷技术的应用1）空调工程对环境的温度、湿度、洁净度进行控制。
2）食品工程保持稳定的低温环境，延长和提高食品的质量。
3）机械及冶金工业 4）医疗卫生事业5）国防工业和现代科技6）石油化工、有机合成 7）轻工业、精密仪表工业8）农业、水产业 9）建筑及水利 10）日常生活第一章制冷的方法一、制冷的方法1、相变：是利用某些物质在发生相变时的吸热效应进行制冷的方法。
2、气体膨胀制冷是利用压缩气体的绝热膨胀效应，从而获得低温气流的制冷技术。
3、热电制冷（半导体制冷）是利用帕尔帖效应的原理来达到制冷的目的。
4、固体吸附式制冷某些固体物质在一定的温度和压力下能吸附某种工质的气体或水蒸气，在另一温度及压力下又能将它释放出来。
5、气体涡流制冷是利用压缩气体经过涡流管产生的涡流，使气流分离成冷、热两股气流。
6、磁制冷是一种以磁性材料为工质的制冷技术。
其基本原理是借助次制冷材料的可逆磁热效应（磁卡效应），即磁制冷材料等温磁化时，向外界放出热量，而绝热退磁时因温度降低，从外界吸收热量。
二、各种制冷方法的原理1、蒸汽压缩式制冷2、蒸汽吸收式制冷3、蒸汽喷射式制冷4、吸附式制冷5、热电制冷（半导体制冷）6、气体膨胀制冷（空气制冷）7、涡流管制冷第2章单极蒸汽压缩式制冷循环一、单级蒸汽压缩式制冷循环的基本工作原理1、制冷循环系统的基本组成基本组成：制冷压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器基本原理图2 、制冷循环过程压缩过程（升压）、冷凝过程（放热）、节流过程（降压）、蒸发过程（吸热）3、制冷系统各部件的主要作用1）制冷压缩机作用：将来自蒸发器的制冷剂蒸汽由蒸发压力提高至冷凝压力。
制冷原理与设备
制冷原理与设备制冷：指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。
制冷方法有四种：液体气化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。
液体气化制冷循环：由工质低压下汽化、蒸气升压、高压气液化和高压液体降压四个基本过程组成。
蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式制冷都属于液体气化制冷。
以机械能或电能为补偿的：蒸气压缩式、热电制冷式制冷机以热能为补偿的：吸收式、蒸气喷射式、吸附式制冷机饱和状态：当液体处在密闭容器内时，若容器内除了液体及液体本身的蒸气外不存在任何其他气体，那么液体和蒸汽在某一压力下将达到平衡，这种状态称饱和状态。
汽化潜热：液体汽化时，需要吸收热量，该热量称为汽化潜热制冷系数、热力系数（性能系数COP）热力完善度压缩机：节流阀；蒸发器；冷凝器；过冷：制冷剂液体的温度低于同一压力下饱和状态的温度称为过冷。
两者之差称为过冷度。
制冷剂液体离开冷凝器进入节流阀之间往往具有一定的过冷度。
过冷总是有利的。
过热：制冷剂液体的温度高于同一压力下饱和状态的温度称为过热。
两者之差称为过热度。
制冷剂液体在蒸发其中完全蒸发后人然要继续吸收一部分热量，这样，在他到达压缩机之前就处于过热状态。
有害过热和有效过热。
氨不宜采用过高的过热度，吸入蒸气的过热会对往复式压缩机的容积效率有所改善，所以，对氨而言，也希望有5 C左右的过热度闪发蒸气：液体节流产生的蒸气是饱和蒸气，又称闪发蒸气，以区别于加热液体后产生的饱和蒸气。
制冷★制冷：指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。
◆制冷方法有四种：液体气化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。
★蒸汽压缩式制冷原理：蒸汽压缩式制冷属于液体汽化制冷方式。
液体汽化制冷循环由工质低压下汽化、蒸汽升压、高压气液化和高压液体江亚四个基本过程组成。
蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭的系统。
制冷喷气增焓技术解析全套
制冷喷气增熔技术解析全套一.喷气增燃的目的1.提高能源利用率能源利用率的提升是喷气增焰技术的主要目的之一。
通过该技术,制冷压缩机能够在保证制冷效果的前提下，显著地提高能源利用率，从而降低了能源消耗和运营成本。
2.减少环境污染制冷压缩机的运行过程中会产生大量的温室气体和有害气体，对环境造成严重的污染。
喷气增燃技术能够有效地减少这些有害气体的排放，从而降低了环境污染的风险。
3.改善制冷效果除了提高能源利用率和减少环境污染，喷气增焰技术还能够改善制冷效果。
通过优化制冷循环，该技术能够提高制冷剂的蒸发温度和冷凝温度，从而扩大了制冷温度范围，增强了制冷效果。
说到底，这项技术的具体目的：就是为了解决低温制热问题。
让更多的室外热量送到室内，从而达到提高能源利用率和保护环境的目的。
二、喷气增燃技术的原理和过程喷气增焰是由喷气增焰压缩机、喷气增焰技术、高效过冷却器组成的新型系统，这三个技术的组合可提供高效的性能。
这是一个有机的整体，即高效的喷气增焰压缩机、高效过冷却器及电子膨胀阀形成的经济器、高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统。
喷气增焰压缩机是采用两级节流中间喷气技术，采用闪蒸器进行气液分离，实现增焰效果。
它通过中低压时边压缩边喷气混合冷却，然后高压时正常压缩，提高压缩机排气量，达到低温环境下提升制热能力的目的。
1.喷气增燃循环喷气增焰循环是该技术的核心。
来看看普通制冷循环的压烙图:制冷循环过程：压缩一一冷凝一一节流一一蒸发再对比来看看喷气增焰的压焰图：制冷循环过程：压缩——冷凝——一次节流（进喷射口）——二次节流一一蒸发通过对比，我们可以看出：喷气增焰比普通的循环多了一次节流进压缩机喷射口的过程。
喷气增焰压缩过程：1）压缩机吸入状态1的蒸汽，被封闭压缩到状态a;2）腔内状态a的原有气体与通过补气口进入压缩机工作腔的气体混合，随后边补气边混合边压缩，直至工作腔与补气口脱离，这时工作腔内的气体状态由补气前的状态a变为补气后的状态b;3）工作腔与补气口脱离后，其内的气体从状态b被封闭压缩到状态2o在这个过程中，部分中间压力和温度的制冷剂被引入到压缩机的中压区域，与压缩后的高温高压制冷剂混合，形成一个更高压力和温度的混合物。
六种常见制冷方式
六种常见制冷方式一、蒸汽式压缩制冷原理：在蒸汽压缩制冷循环系统中，压缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂蒸汽，经压缩机绝热压缩成为高温高压的过热蒸汽，再压入冷凝器中定压冷却，并向冷却介质放出热量，然后冷却为过冷液态制冷剂，液态制冷剂经膨胀阀（或毛细管）绝热节流成为低压液态制冷剂，在蒸发器内蒸发吸收空调循环水（空气）中的热量，从而冷却空调循环水（空气）达到制冷的目的，流出低压的制冷剂被吸入压缩机，如此循环工作。
压缩机功能：把制冷剂蒸气从低压状态压缩至高压状态，创造了制冷剂在冷凝器中常温液化的条件。
被称为整个装置的“心脏”。
冷凝器功能：使压缩机排出的制冷剂过热蒸气冷却，并凝结为制冷剂液体，在冷凝器内制冷剂的热量排放给冷却介质。
分类：水冷式冷凝器、风冷式冷凝器、蒸发式冷凝器。
风冷式冷凝器：使用和安装方便，不需要冷却水、热量由分机将其带入大气中。
但同样传热系数低，相对其他类型重量偏大，翅片表面会积灰是散热能力下降，须及时清理。
蒸发器功能：依靠制冷剂液体的蒸发来吸收冷却介质热量的换热设备，它在制冷系统中的任务是对外输出冷量。
分类：满液式（沉浸式）蒸发器、干式蒸发器。
干式蒸发器：沉浸式蛇管、壳管式、板式、喷淋式等。
节流装置功能：截流降压：高压常温的制冷剂流过膨胀阀后，就变为低压、低温的制冷剂液体。
控制制冷剂流量：膨胀阀通过感温包感受蒸发器出口处制冷剂过热度的变化来控制阀的开度，调节进入蒸发器的制冷剂流量，使其流量与蒸发器的热负荷相匹配。
控制过热度：膨胀阀具有控制蒸发器出口制冷剂过热度的功能，即保持蒸发器的传热面积的充分利用，又防止压缩机冲缸事故的发生。
分类：手动节流阀、热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀、浮球板、固定孔板、可变孔板。
二、蒸汽吸收式制冷以制冷剂-吸收剂为工作流体，称为吸收工质对。
常用工质对：溴化锂-水（制冷剂是水）、氨-水（制冷剂是氨）-低沸点工质是制冷剂。
装置：吸收式制冷装置由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵、节流阀等部件组成，工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。
蒸汽喷射制冷技术的介绍
蒸汽喷射制冷技术的介绍
前言
随着清洁能源的发展和环保要求的提高，蒸汽喷射制冷技术逐渐成为了一种新型的制冷方式。
本文将会介绍蒸汽喷射制冷技术的基本原理、特点及应用等方面。
基本原理
蒸汽喷射制冷技术的基本原理是利用高温高压的蒸汽能够在喷嘴内突然扩张，产生高速的冲击波和低压区。
在低压区内，工质流体（如制冷剂）将低温低压的蒸汽吸入工质流动内，使其膨胀并吸收热量，从而达到制冷目的。
特点
相比于传统的制冷方式，蒸汽喷射制冷技术具有以下几个特点：
1.高效节能：采用蒸汽喷射制冷技术能够节约能源消耗，提高能源利用
效率，有效降低能源消耗。
2.环保：蒸汽喷射制冷技术不需要使用任何化学制剂或物理性能较差的
制冷剂，没有对大气层或水源的污染和浪费。
3.适用范围广：蒸汽喷射制冷技术适用于多种不同承压级别的蒸汽和多
种类型的制冷剂。
4.简单的设计：蒸汽喷射制冷技术中只有一个喷嘴和一个混合器，使得
其设计和操作极其简单。
5.可靠稳定：蒸汽喷射制冷技术中没有移动部件，使得其可以长期稳定
运行，并且维护成本低。
应用
蒸汽喷射制冷技术已经被广泛应用于多个行业：
1.工业领域：在制冷设备、冷库、物流设施、储能设施、互联网设施等
场合。
2.建筑领域：在各种场所的制冷系统、空调系统、暖通系统等方面。
3.医疗卫生领域：在医疗设备的冷却系统、生物制品保藏等方面。
结论
蒸汽喷射制冷技术是一种前景广阔的清洁能源应用，其高效节能、环保、简单设计、可靠稳定等特点，使得它在多个行业中被广泛应用。
我们有理由相信，在未来的发展过程中，蒸汽喷射制冷技术将会得到更加广泛的应用。
7.蒸汽喷射式制冷
却水冷能成液体。一部分凝结水通过循环泵提高压力后送回蒸汽
加热器加热汽化，用作高温高压工作蒸汽开始下一个循环；在蒸 发器中的被冷却介质因失去热量而温度下降，产生制冷效应。另 一部分凝结水经节流阀降压后进入蒸发器，在蒸发器内吸收冷水 的热量汽化为低压水蒸气后又被喷射器中的低压高速气流抽走。 蒸发器中的冷水因失去热量而温度下降，被送入空调系统作为冷 源使用。
可见，蒸汽喷射式制冷循环是由两个循环组成的： 一个是工作蒸汽所完成的动力循环1-10-6-8-9-1；另
一个是制冷剂所完成的制冷循环4-5-6-7-4。在理论循
环中，动力循环所产生的功，正好补偿了制冷循环所消 耗的功。而且工作蒸汽与制冷剂是同一种物质。
循环的总制冷量Q0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q0 G0 (h3 h6 )
7.1.2.蒸汽喷射式制冷理论循环及热力计算
1-2：工作蒸汽在喷管中的等熵膨胀 过程； 2-4和3-4：等压混合过程； 4-5：混合蒸汽在扩压室中等熵压缩 过程； 5-6：混合蒸汽在冷凝器中的冷凝过 程； 6-7-3：一部分凝结水经节流阀节流 降压后进入蒸发器汽化制冷； 6-8-9-1：另一部分凝结水用循环泵 送入蒸气加热器，重新加热成 高温、高压工作蒸汽。
度，完全不消耗电能，为大、中巴汽车夏季空调、冬季供暖
提供舒适的车内环境，同时具有绿色环保的特点。
第七章 习 题
简答题：
1.蒸汽喷射式制冷的原理是什么？它主要有哪些设备组成？
2.何为引射系数？何为循环倍率？
3.蒸汽喷射式制冷装置主喷射器中的混合蒸汽为什么不能直接排入 大气？
4.目前可用作蒸汽喷射式制冷的工质有哪些？
冷凝器的热负荷Qk
Qk (G1 G0 )(h5 h6 )
蒸汽喷射式制冷的原理图
五、制冷的分类
按照制冷所得到得低温范围，制冷技术划分为以下四个领域 普通制冷 120K以上 深度制冷 120K~20K 低温制冷 20K~0.3K 超低温制冷 0.3K以下 本课程主要讲的是普通制冷。
六、本课程的主要内容
1、研究获得低温的方法和有关机理以及与此相关的制冷循环，并
3、研究实现制冷循环所需要的各种机械和技术设备，包括他们的 工作原理、结构分析、性能分析，以及制冷装置的流程、系统 配套设计。
半导体制冷原理
因为帕尔贴效应和西伯克效应产生的强烈程度取决于这两种材料 的导热性和导电性，纯金属材料的导热性和导电性都好，所以 其帕尔贴效应和西伯克效应都很弱，而半导体材料可以产生强 烈的帕尔贴效应和西伯克效应。 空穴型（P型） 材料： 电子型（N型）
涡流管制冷
工作原理：涡流管制冷与蒸汽压缩式制冷，吸收式制冷的制冷
特点：（1）由于管内气流之间之间的传导 和对流情况复杂，故对冷、热端温度值得 定量地理论计算困难； （2）效率较低，气流噪音大 （3）结构简单、维护方便、启动快、使 用灵活。适用于有高压气源或可以廉价获得 高压气体的场合
气体膨胀制冷
原理：气体膨胀，温度降低来实现制冷 系统组成：主要由制冷换热器、压缩机、冷却器以及膨胀机四部 分组成 工作过程：等压吸热、等熵压缩、等压放热、等熵膨胀四个过程 组成。 制冷工质：空气、二氧化碳、氮气等 多用于飞机空调（制冷剂为空气）
用锅炉产生高温高压的工作蒸汽将其送入喷嘴膨胀并以高速流动流速可达1000ms以上于是在喷嘴出口处造成很低的压力由于吸入室和蒸发器相连所以蒸发器中的压力也会很低低温低压的部分水吸热汽化将未汽化的水温度降低这部分低温水用来制冷蒸发器中产生的制冷剂水蒸气和工作蒸汽在喷嘴出口处混合一起进入冷凝器被外部的冷却水冷却而变成液态水这些冷凝水再经冷凝器流出分两路一路经节流降压后进蒸发器继续蒸发制冷另一路经泵升压后回锅炉重新生产工作蒸汽特点
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蒸汽喷射式制冷
蒸汽喷射式制冷机也是一种以热能为动力、以液体制冷剂在低压下蒸发吸热来制取冷量的制冷机，是依靠液体的汽化来制冷的。
这一点和蒸气压缩式制冷及吸收式制冷完全相同，不同的是怎样从蒸发器中抽取并压缩蒸汽。
它采用单一物质作为循环工质，目前通常都是水，所以也称为水喷射式制冷。
它同样具有系统真空度高、热力系数低、只能制取0℃以上的低温等缺陷。
4.2.1 蒸汽喷射式制冷循环的特点
1）蒸汽喷射式制冷的设备结构简单，金属耗量少，造价低廉，运行可靠性高，使用寿命长，一般都不需备用设备。
2）制冷系统操作简便，维修量少。
3）蒸汽喷射式制冷循环耗电量少，如果使用于有较多工业余汽的场合，能节约能源。
4）蒸汽喷射式制冷以水作为制冷剂，并且根据需要可使制冷剂、载冷剂合为一体，或者采用开式循环形式。
由于水具有汽化潜热大，无毒等优越性，所以系统安全可靠。
5）用水作为制冷剂制取低温时受到水的凝固点的限制，为了获得更低的蒸发温度，正在研制以用氨、氟利昂为制冷剂的蒸汽喷射式制冷机。
另外将蒸汽喷射器与活塞式制冷压缩机、吸收式制冷机等串联，用以作为低压级，也能获得较低的蒸发温度。
6）蒸汽喷射器的加工精度要求较高，蒸汽喷射式制冷循环的工作蒸汽消耗量较大，制冷循环效率较低。
这一切都限制了蒸汽喷射式制冷的实际应用。
4.2.2 蒸汽喷射式制冷循环基本组成和工作过程
蒸汽喷射式制冷是以高压水蒸汽为工作动力的循环。
蒸汽喷射式制冷循环由正向循环和逆向循环共同组成。
在循环中锅炉、凝水器（冷凝器）、喷射器、凝水泵组成热动力循环（正向循环）；喷射器、冷凝器、节流器、蒸发器组成制冷循环（逆向循环）。
正向循环与逆向循环通过喷射器、冷凝器互相联系。
4.2.2.1 蒸汽喷射式制冷循环主要热力设备
1．锅炉锅炉是蒸汽喷射式制冷循环的动力设备，在正向循环中锅炉消耗热能产生压力为0.198～0.98MP的工作蒸汽，以保证完成循环。
在工业制冷中也可利用能保证工作压力的工业余汽，以节约能源。
在循环中，锅炉产生的高压水蒸汽通过阀件和分汽缸输送到蒸汽喷射式制冷循环的主喷射器和各个辅助喷射器。
2．蒸汽喷射器循环中的蒸汽喷射器分主喷射器和辅助喷射器。
主蒸汽喷射器在循环中起到压缩机的作用，即压缩和输送制冷剂的作用。
辅助蒸汽喷射器、水喷射器则用以维持制冷装置内各设备真空度，保证制冷系统正常、高效工作。
喷射器由喷嘴、吸入室及扩压管三部分组成。
主喷射器起到压缩机的作用，它将被引射的蒸汽由P0压缩至P k的过程是依靠气流速度与压力的相互转化来实现的。
由热力学分析可以知道：蒸汽在喷射器内的热力过程包括三个阶段：(1)工作蒸汽的绝热膨胀过程；(2)工作蒸汽与被引射蒸汽的混合过程；(3)混合蒸汽的压缩过程。
3．冷凝器在蒸汽喷射式制冷循环中有主冷凝器和辅助冷凝器。
主冷凝器既作为动力循环中向正向循环的低温热源放热的设备，也作为制冷循环中向逆向循环的高温热源放热的设备。
正向循环的低温热源和逆向循环的高温热源都是环境介质。
所以主冷凝器的冷凝负荷和冷凝面积是正向、逆向循环的总冷凝负荷和总冷凝面积。
蒸汽喷射式制冷循环的主冷凝器常采用混合式或蒸发式冷凝器。
辅助冷凝器是设置在辅助喷射器后，冷凝由辅助喷射器引出的混合气体，分离不凝性气体与制冷剂水蒸汽，以提高循环效率。
4．凝结水泵凝结水泵是在正向循环中，将凝结水输送回锅炉的设备。
5．蒸发器与节流器在制冷剂和载冷剂合为一体的蒸汽喷射式制冷循环中的蒸发器，
一般不采用表面式换热器，而常采用淋洒式(混合式)热交换器，在淋洒式热交换器中蒸发器与节流器组成一体。
进入蒸发器的凝结水经喷洒、降压而雾化成细小水滴、经单效或多效淋洒、汽化吸热，将蒸发器内载冷剂水温度降至所需要求，并输送到用冷设备中向低温热源吸热。
4.2.2.2 蒸汽喷射式制冷循环工作过程
蒸汽喷射式制冷机主要由喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀、泵、辅助喷射器等组成。
喷射器又由喷嘴、吸入室、扩压器三个部分组成，如图4-6所示。
喷射器的吸入室c与蒸发器3相连，扩压器b与冷凝器2相连。
它的工作过程如下：从锅炉来的高温高压工作蒸汽进入喷射器，在喷嘴α中膨胀，获得很大汽流速度（可达1000m /s以上），从而在喷嘴的出口处造成压力很低的真空（例如，蒸发温度为5℃时，相应的压力为0.87kPa），这就为蒸发器内水在低温下汽化创造了条件。
由于水汽化时需从未气化的水中吸收汽化潜热，因而使未汽化的水的温度降低（制冷），这部分低温水便可用于空气调节或其它生产工艺过程。
蒸发器3中产生的冷剂蒸汽和工作蒸汽在喷嘴出口处混合，一起进入扩压器b，在扩压器中由于速度的降低而使压力升高（例如，当冷凝温度为35℃时，其相应的压力为5.63kPa），然后进入冷凝器2，与外部的冷却水交换热量，冷凝成液体。
出冷凝器时，凝结水分为两路：一路通过节流阀4降压后进入蒸发器，以补充蒸发掉的水量；另一路通过水泵5返回锅炉，重新加热，产生工作蒸汽。
图4-6表示的是一个封闭循环系统。
在实际使用过程中，冷凝后的水往往不再进人锅炉和蒸发器，而是排人冷却水池，作为循环冷却水的补充水使用。
蒸发器和锅炉的补充水另设水源供给。
图4-7为蒸汽喷射式制冷机理论工作过程的温熵（T-s）图。
1-2表示工作蒸汽在喷嘴内部的等熵膨胀过程，状态2的工作蒸汽与状态3的冷剂水蒸气混合后，达到状态4， 4-5是混合蒸汽在扩压器中的等熵压缩过程，5-6是冷凝器中的等压冷凝过程。
然后冷凝水分为两部分：一部分节流后进入蒸发器制冷，用6-7-3过程线表示；另一部分用泵打入锅炉，产生工作蒸汽，用6-9-1过程线表示（忽略了泵耗功所产生的热量）。
根据图4-7是可以利用热力学知识对循环进行热力计算的。
近年来，为了达到特殊的目的（如制取0℃以下的低温），蒸汽喷射式制冷机系统可以采用其它的工质作为制冷剂，如氟利昂等。
也可以将喷射式系统用于蒸气压缩式制冷机的低压级，作为增压器使用，以便用单级活塞式制冷压缩机制取更低的温度。
蒸汽喷射式制冷机以热能代替机械能或电能，同时具有结构简单、加工方便、没有运动部件（除泵外）、运行安全可靠、使用寿命长等一系列优点，故具有一定的使用价值，可用来制取空调用冷水。
但是，由于溴化锂吸收式制冷机的热效率高，对加热蒸汽的品位要求低，因此在空调系统中，蒸汽喷射式制冷机已逐渐被溴化锂吸收式制冷机所取代。