蒸汽压缩式制冷系统优秀课件
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第六章 蒸汽压缩式制冷系统的组成和图式(优秀课件)
医药&医学
48
(二)混合式冷却水系统
医药&医学
49
医药&医学
50
(三)循环式冷却水系统 降低制冷系统的水消耗量非常重要，因此除
采用蒸发式冷凝器或风冷式冷凝器以外，也可以 采用循环式冷却水系统。
制冷系统中常用的蒸发式冷却装置有两种类 型，一种是自然通风冷却循环系统，另一种是机 械通风冷却循环系统。
医药&医学
31
(3)对于有容量调节 的氟利昂制冷系统，可采 用双吸气立管(见图)，其 工作原理同双排气立管。 在制冷系统的低负荷运行 时，立管内制冷剂蒸气流 速能将润滑油带回压缩机。
(4)氨压缩机的吸气 管应有不小于0.005的坡 度，坡向蒸发器，以防止 液滴进入气缸。
医药&医学
32
(三)从冷凝器至储液器的液管 冷凝器应高于储液器，如图所示。两者之间无
21
优点： 供液动力来自于系统内部的压力差； 系统简单，操作方便；
缺点： 有闪发蒸气进入蒸发器； 供液容易出现不均； 蒸发器为单一通道，盘管长度受限（流动阻力问题）；
适用范围： 主要用于氟利昂系统和成套制备空调冷冻水或低温盐水的
氨系统；生活服务性小冷库。
医药&医学
22
此外，还必须指出，当采用螺杆式制冷压缩机时， 润滑油除用于润滑轴承等转动部件以外，还以高压喷 至转子之间以及转子与气缸体之间，用以保证其间的 密封。因此，螺杆式压缩机(不论使用哪种制冷剂)排 气带油量大，油温高，对油的分离和冷却有特殊要求， 一般均设置两级或多级油分离器以及油冷却器等。
医药&医学
63
(二)热泵冷热水机组
在夏天需要供冷、冬季需要供热的空调工程中， 可以采用热泵型冷热水机组作为空调冷热源。根据低 位热源不同，热泵机组可分为空气源热泵和水源热泵； 根据压缩机的类型不同，热泵机组可分为活塞式、螺 杆式、涡旋式、离心式。
单级蒸气压缩式制冷的基本原理ppt课件
制冷技术
第2讲 单级蒸气压缩式制冷的基本原理
1
一、热力学基本定律
• 热力学第一定律：能量守恒和转换定律 • 热力学第二定律：能量贬值原理
不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
人工制冷： 低温物体
热量 外界补偿
高温物体
2
二、制冷循环系统 冷凝器
高压部分
液态工质部分
制冷系统 低压部分
节流 节流机构
态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移）
• 节流机构: 维持系统高低压共存的设备。
4
• 设备选型参数
蒸发器：蒸发面积——吸热量——状态变化 冷凝器：冷凝面积——放热量——状态变化 压缩机：输气量——功率——制冷量——状态变化
5
四、理想制冷循环
T
1. 逆卡诺循环
TK
1-2 等熵压缩 T0→Tk 耗功w1 TO
高压部分 pk 机构 低压部分 po
气态工质部分
气态工质部分
压缩机 压缩机
制冷系统
蒸发器
液态工质部分
3
三、完成制冷循环的设备组成及其工作
• 蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的
换热设备。
• 冷凝器: 介质由气态冷凝为液态，使介质可以再次气
化制冷的换热设备。
• 压缩机: 为使介质在自然环境下冷凝，而改变介质状
2-3 等温放热qk=Tk（S2-S3）
3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2
4-1 等温膨胀吸热q0=T0（S1-S4）
3
2
4
1
S
特点 两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
6
2. 循环结果
• 单位质量制冷剂从被冷却介质（低温热源）吸热q0； • 单位质量制冷剂向冷却介质（高温热源）放热qk； • 单位循环净耗功 w0＝qk－q0
第2讲 单级蒸气压缩式制冷的基本原理
1
一、热力学基本定律
• 热力学第一定律：能量守恒和转换定律 • 热力学第二定律：能量贬值原理
不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。
人工制冷： 低温物体
热量 外界补偿
高温物体
2
二、制冷循环系统 冷凝器
高压部分
液态工质部分
制冷系统 低压部分
节流 节流机构
态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移）
• 节流机构: 维持系统高低压共存的设备。
4
• 设备选型参数
蒸发器：蒸发面积——吸热量——状态变化 冷凝器：冷凝面积——放热量——状态变化 压缩机：输气量——功率——制冷量——状态变化
5
四、理想制冷循环
T
1. 逆卡诺循环
TK
1-2 等熵压缩 T0→Tk 耗功w1 TO
高压部分 pk 机构 低压部分 po
气态工质部分
气态工质部分
压缩机 压缩机
制冷系统
蒸发器
液态工质部分
3
三、完成制冷循环的设备组成及其工作
• 蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的
换热设备。
• 冷凝器: 介质由气态冷凝为液态，使介质可以再次气
化制冷的换热设备。
• 压缩机: 为使介质在自然环境下冷凝，而改变介质状
2-3 等温放热qk=Tk（S2-S3）
3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2
4-1 等温膨胀吸热q0=T0（S1-S4）
3
2
4
1
S
特点 两个恒温热源
两个等温过程
两个等熵过程
6
2. 循环结果
• 单位质量制冷剂从被冷却介质（低温热源）吸热q0； • 单位质量制冷剂向冷却介质（高温热源）放热qk； • 单位循环净耗功 w0＝qk－q0
单级蒸汽压缩式制冷循环PPT课件
若不计回热器与环境空气之间的热交换，则液 体过冷的热量等于使蒸气过热的热量，其热平 衡关系为
h4 h4 h1 h1
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(1-20)
现在您正浏览在第34页，共58页。
p
4’4 pk 3 2 2’ 5’ 5 p0 1 1’
q0 q0
h 回热循环在p-h图上的表示
回热循环中各性能指标的变化完全同于有效过热循环。
现在您正浏览在第30页，共58页。
无效过热循环
无效过热循环：过热过程中产生的冷量没有被冷 却介质所吸收。
（1）单位制冷量 q0
不变
q0 (h1 h5 )
(1-13)
(2)单位容积制冷量 qv 减小
qv
h1 h5 v1'
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(3)理论比功 w0
增加
w0 h2' h1'
q h w
（1-1）
这里，把自外界传入的功作为负值。
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（1）压缩过程: q 0 w h2 h1
(2)冷凝过程： w 0
（1-2）
qk h2 h4
（1-3）
(3) 节流过程： w 0, q 0
h4 h5
（1-4）
（4）蒸发过程： w 0
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吸气管道中的热交换可视情况当作有效过热 或无效过热来分析。
现在您正浏览在第38页，共58页。
（2）排出管道
在压缩机的排出管道中，热量由高温制冷剂 蒸气传给周围空气，它不会引起性能的改变，仅 仅是减少了冷凝器中的热负荷。
排气管道中的压降会引起压缩机排气压力 升高。
第六章 蒸汽压缩式制冷系统(45)
§6-1
形式系统特点：回热式制冷循环 2.调节供液方式：热力膨胀阀 3.氟与油互溶性：油分离器，并注意干式蒸发器 的回油 4.氟与水不溶性
§6-2 制冷剂管路设计
管路尺寸、走向将影响到制冷装置的Q0、N，甚至 能否正常工作。 一、管路布置原则（自学） 参考《制冷工程设计手册》（P319～333） 二、制冷剂管道直径的确定 压力降 d（内径） 回油 ①d↓，压降↑ 矛盾体 ②d↑，回油困难（速度低） 设计原则：根据管内流体流动的速度（考虑回 油）和管道总压力降的许可值来计算管道内径。
§6-3
二、冷冻水系统设备选择计算
水系统
1.流量w根据冷冻水负荷及温升，在热力计算中完成。 2.管径计算 3.水泵扬程 Hf=1.1～1.2(h+H+∑△h) (mH2O) h：空调室需要满足的水压头 H：最高点与最低点之间的水位差 ∑△h：总的管路水头损失 水泵选择条件：H＞Hf W ＞ Wf
§6-3
§6-3
水系统
2.压力回水系统 对于大型空调系统，用户距制冷站较远，利用回水 站加压克服位差和沿程阻力把回水→冷站。 （1）敞开式回水系统（图） 特点： ①设置回水池，且布置在空调室内，水池水位可自动 调节。 ②设置回水泵，蒸发器水箱与回水池的水位相同，靠 回水泵回水。 ③当采用壳管式蒸发器时，由于其水容量小，为使冷 冻水温和水压稳定，可设置中间冷冻水箱，以供应多个 用户。 ④中间冷冻水箱的容积可定为（10～25%）冷冻水量 （kg/h)
§6-3
水系统
3.蒸发器与泵的连接形式 （1）并联单列式（图6-216） 特点：①每台机组（蒸发器）有独立水泵供水。 ②当冷负荷减少时，可停部分水泵和机组，并不 改变每台机组的工况。 ③适用于变流量调节。 （2）并联并列式（图6-21a） 特点：①几台冷水机组共用几台水泵，水泵的备用性好。 ②冷冻水的总流量由水泵的工作台数决定。 ③冷冻水的温度由机组的工作台数决定。 ④适用于定流量质调节。 （3）串联式（图6-22） 特点： ①机组串联，用于冷冻水温差较大的系统。 ②适用于定流量质调节。
2021优选蒸气压缩式制冷系统优秀课件ppt
蒸气压缩式制冷系统
❖ 液体汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜 热来自被冷却对象，使被冷却对象变冷。为了使这一过 程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸汽，并使其 凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸汽如 直接冷凝成蒸汽，则所需冷却介质的温度比液体的蒸发 温度还要低，我们希望蒸汽的冷凝是在常温下进行，因 此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。
v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
缩过程（s1=s2），压力由蒸发压
力p0压缩到冷凝压力pk。等熵线与
❖ 图中共有六种等参数线簇：
❖ 等压线p—
❖ 等焓线h—
❖ 等温线t—液态区几乎为铅垂线。 两相区内由于制冷剂的状态变化是
Lnp h t
k S
=0 =1
在等压等温下进行，与等压线重合，
P
为水平线。过热蒸汽区为向右下方
h
❖ 等熵线s—向右上方倾斜的实线； ❖ 等容线v—向右上方倾斜的虚线，
❖ 等干度线x—只存在于湿蒸汽区域 内，其方向大致与饱和液体线或饱 和蒸汽线相近，视干度大小而定。
Lnp h t
k S
Lnp
3
2' 2
=0 =1
P
4
1
h
h
❖ 过程4-1表示制冷剂在蒸发器中的 汽化过程。这一过程是在等温、 等压（温度为t0、压力为p0）下 进行的，液体制冷剂吸收被冷却 对象的热量而不断汽化，其状态 沿等压线p0向干度增大的方向变 化，直到全部变为饱和蒸汽为止。 制冷剂的状态又变回到进入压缩 机前的状态点1，完成了一个完整
❖ 液体汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜 热来自被冷却对象，使被冷却对象变冷。为了使这一过 程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸汽，并使其 凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸汽如 直接冷凝成蒸汽，则所需冷却介质的温度比液体的蒸发 温度还要低，我们希望蒸汽的冷凝是在常温下进行，因 此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。
v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
缩过程（s1=s2），压力由蒸发压
力p0压缩到冷凝压力pk。等熵线与
❖ 图中共有六种等参数线簇：
❖ 等压线p—
❖ 等焓线h—
❖ 等温线t—液态区几乎为铅垂线。 两相区内由于制冷剂的状态变化是
Lnp h t
k S
=0 =1
在等压等温下进行，与等压线重合，
P
为水平线。过热蒸汽区为向右下方
h
❖ 等熵线s—向右上方倾斜的实线； ❖ 等容线v—向右上方倾斜的虚线，
❖ 等干度线x—只存在于湿蒸汽区域 内，其方向大致与饱和液体线或饱 和蒸汽线相近，视干度大小而定。
Lnp h t
k S
Lnp
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2' 2
=0 =1
P
4
1
h
h
❖ 过程4-1表示制冷剂在蒸发器中的 汽化过程。这一过程是在等温、 等压（温度为t0、压力为p0）下 进行的，液体制冷剂吸收被冷却 对象的热量而不断汽化，其状态 沿等压线p0向干度增大的方向变 化，直到全部变为饱和蒸汽为止。 制冷剂的状态又变回到进入压缩 机前的状态点1，完成了一个完整
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防止冷凝液及 润滑油返流回 压缩机
压缩机停车时，起存液弯作 用，防止制冷剂自冷凝器蒸 发而流回到排气管中，再开 车时造成“液击”事故
大管径பைடு நூலகம்管，保证系统最大负荷时，
蒸气能把双排气管内的润滑油带走， 且排气管道压力降应在允许范围内
集油弯管
第二节 制冷剂管路的设计
4. 并联的氨压缩机排气管上或油分离器的出口处应设止回阀（图6-5）
（二）压缩机吸气管
1. 氟利昂系统，为回油，设坡度≮0.01，
2.
坡向压缩机(图6-6a)；
防止不工 作压缩机 处较多氨 气冷凝为 液态，启 动时造成 冲缸事故
注：当蒸发器高于压缩机时，蒸发器的出气管应 先向上弯，再向下通至压缩机（图6-6b）
第二节 制冷剂管路的设计
2. 并联氟压缩机吸气管的安装（图6-7）
3.冷冻水管道系统（间接供冷） 组成简单，控制容易，运行管理方便，广泛采用
（2）分类：
定水量系统
②按调节特征，分为 变水量系统
注：冷水机组 机组侧：定流量；
在减少一定水 用户侧：变流量
一级泵系统（图6-19） 二级泵系统（图6-20）
二次环路：变流量
量下可正常运
行时 ，可不设旁通
一次环路：定流量
管路：整个系
（二）规定
3.经济方面 NH3:ΔP≯tk升高或t0降低0.5℃对应的压力差；
氟：ΔP≯tk升高或t0降低1℃对应的压力差；
1.系统的管路压力降ΔP
液管：一般再冷
度为3~5℃，取
t0
v=0.5~1.25m/s
tk
且ΔP≯0.5bar
液管：v<0.5m/s
第二节 制冷剂管路的设计
2.氟利昂系统的回油问题
缩机，造成湿压缩
说明：对小型系统 或内设油分离器的 压缩机时可不设。
说明：氟利昂压 缩机曲轴箱（或 油箱）应装有电 加热器，防止压 缩机启动时，从 油中分离出来的 氟利昂产生大量 泡沫，影响油泵 正常供油
作用：（1）防“冰 塞”
（2）防腐蚀
回热对R12、R22、R134a、 R502、R290、R600a，有
多台并联后与储液器相连时， 两者的高压气管间应设均压管， 且高差>600mm，液管流速<0.5m/s
第二节 制冷剂管路的设计
（四）从储液器或冷凝器至蒸发器的给液管
1. 当冷凝器高于蒸发器时，给液管至少应抬高2m以后再通至蒸发器（图6-9） ， 2. 若膨胀阀前设有电磁阀时，其连接不做要求。 2.当蒸发器上下布置时，为防止闪发形成的蒸气集中进入最上层蒸发器时， 给液管配置如图6-10
（1）吸、排气管路
①水平或向下的吸、排气管，润滑油可借助坡度敷设 靠重力返回压缩机（图6-5和图6-6a）
②上升立管，必须气流速度>最低带油速度方可返回压缩机 （氟利昂的最低带油速度见图6-13）
注：实际设计时，最低带油速 度取图中所对应数值的1.25倍
（2）对变负荷工况，应能保证最小负荷时, 润滑油仍能从蒸发器顺利返回压缩机（v≥vmin)
（三）从冷凝器至储液器的液管
防止未工作压缩机 吸气口积存润滑油， 启动时造成（油）
“液击”冲缸
3. 对有容量调节的压缩机，采用双吸气立管
（图6-8）。使系统在低负荷时，能将润滑油
从吸气立管中带回压缩机。
注： 单独一台与储液器相连时，
蒸发式冷凝器 两者的高差>300mm
4. 氨压缩机的吸气管坡度≮0.005， 坡向蒸发器，防止液滴进入气缸。
利（ε↑，qv↑） ； 对R11、NH3不利
二.氨系统的典型流程（图6-2）
——四种管道系统（制冷剂、润滑
油、冷冻水、冷却水)
1.制冷剂管道系统（红色） ；
2.润滑油管道系统（绿色） ；
3.冷冻水管道系统
（1）设置场合：间接供冷系统； （2）分类：①按系统与外界的接触
情况：开式，闭式
第一节 蒸汽压缩式制冷系统的典型流程
统变流量运行。
能分区 分路向 用户供 水，适 用大型 系统
第一节 蒸汽压缩式制冷系统的典型流程
4.冷却水管道系统
（1）水温要求：为保证tk不超过压缩机允许工作条件，一般要求冷却水进水温度≯32℃
①直流式
用完直接排走，适用于水源充足地区；
（2）水系统型式（三种）
②混合式（图6-21）： 可节约深井水用量，且不降低冷凝器的传热效果
蒸汽压缩式制冷系统优秀课件
第一节 蒸汽压缩式制冷系统的典型流程
一.氟利昂系统
（1）蒸发器多为非满液式； （2）R22系统低温时，可采用满
的典型流程（图6-1） 液式（R22与油分层：油上，
作用：分离压缩机排 气中所含的润滑油；
R22下），但必须采取措施保证 回油（设热交换器）
压缩机开，阀8开；压缩 机停，阀8自动关闭，防 止液态制冷剂进入蒸发器， 再次开机时制冷剂进入压
注：当数个高差较大的蒸发器由一根给液立管供液时，为使闪发均匀分 配，蒸气配管如图6-11，
第二节 制冷剂管路的设计
3.氨制冷系统的给液管，为防止积油影响供液，在给液管路的低点和分配器的低点 应设有放油阀，如图6-12
二.制冷剂管道管径的确定 1.系统的管路压力降ΔP
（一）考虑因素 2.氟利昂系统的回油问题
两种措施
①设计时，加大水平或下降吸气管管径 同时减小上升吸气管径， 以保证ΔP及v≥vmin 两方面要求；
2.布管原则
管道的布置应不妨碍对压缩机及其他设备的正常观察和管理， 不妨碍设备的检修和交通通道以及门窗的开关；
管道与墙和顶棚以及管道与管道之间应有适当距离，以便安装保温层
管道穿墙、地板和顶棚处应设有套管，套管直径应能安装足够厚 度的保温层。
第二节 制冷剂管路的设计
（一）压缩机排气管
2. 多台氟压缩机并联，
③循环式 自然通风冷却循环系统（图6-22）； 机械通风冷却循环系统（图6-23）；
第二节 制冷剂管路的设计
设备的选型（四大件+辅助设备）
制冷系统的设计（两方面） 管路的设计
一.管路的布置原则
1.管材
氟利昂：铜管；容量大时可用无缝钢管； 氨：无缝钢管；禁用铜或铜合金管及管件。
配管短而直（减少管道和制冷剂充灌量及系统压降）
1. 坡度≮0.01，坡向油分离器和冷凝器； 各压缩机曲轴箱之间的上部装均压管，
下部装均油管，以保证润滑油的均衡。
3. 对有容量调节的压缩机，应考虑在系统 低负荷时，能将润滑油从排气立管中带走， 采用双排气立管（图6-4）。
小管径立管，保证 最低负荷时气流能
把润滑油带走 注：对不设油分离器的氟系统，冷凝器高于 压缩机时，排气管应设U形弯（图6-3）