06 带液体过冷、蒸汽过热、回热系统蒸汽压缩式制冷循环
第五章 蒸汽压缩式制冷循环
三、常用制冷剂的特性
1、水（R718)
2ห้องสมุดไป่ตู้氨（R717）
氨属于无机化合物制冷剂，具有良好的 热力学性能，单位质量制冷量大。沸点：33.4℃.R717有较强的溶水性，对钢铁不腐 蚀，但含水时会腐蚀铜及其合金（磷青铜除 外），属于微溶于润滑油的制冷剂。缺点是 毒性大，有强烈的刺激性气味，会燃烧、会 爆炸。
（1）R12 分子式：CCl2F2 沸点：-29.8℃，凝固点-
155℃ （2）R22 分子式：CHClF2 沸点：-40.8℃，凝固点-
160℃ （3）R134a分子式： C2H2F4 沸点：-29.8℃，
凝固点-155℃
四、关于CFCS的替代 1、使用替代制冷剂的原因
O3+Cl→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 2、替代制冷剂时必须考虑的因素 （1）制冷剂在大气中存在的寿命； （2）臭氧损耗潜能ODP； （3）在逆使用的用途中，变暖影响总单量 TEWI；
具有液体过冷的制冷循环
二、吸气过热的影响
1、定义：制冷剂蒸气的温度高于同一压力下 的饱和蒸气温度称为过热。两者之间的温 差称为过热度。
2、p-h图
3、“无效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器外。在实际制冷装置中， 为了减少有害过热，一般在吸气管道上包 扎一层隔热材料。
4、“有效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器内被冷却介质。
主要用于大型制冷装置中。
3、氟利昂
氟利昂制冷剂是应用最广泛的制冷剂。 它无色、无味、不燃烧、毒性小。含氯原子 的氟利昂与明火接触产生剧毒的光气 （COCl2）渗透性强，单位容积制冷量小。
蒸汽压缩式制冷的热力学原理
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第四节 液体过冷、蒸汽过热及回热循环
• 二、蒸汽过热循环
• 蒸汽过热是指制冷剂蒸汽的温度高于蒸发温度的状态.两者温度之差 称为过热度,用Δt-r表示.具有蒸汽过热的循环就称为蒸汽过热循环.图 １-７为蒸汽过热循环的压焓图.图中１-２-３-４-１为基本理论循环, 而１-１′-２′-２-３-４-１为有过热的循环.其中,１-１′为制冷剂蒸汽的 过热过程,１′-２′为压缩机中的压缩过程,２′-２-３为冷凝器中的冷却 、冷凝过程.
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饱和蒸汽线的交点来确定. • 点２:制冷剂离开压缩机(进入冷凝器)的状态.由通过１点的等熵线与
压力为pk 的等压线的交点来确定.
单级蒸气压缩式制冷的实际循环
(1) 液体过冷
单位质量制冷量
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
q0 h1 h4
制冷量 理论比功 理论压缩功 制冷系数
Q0
MR
(h1
h4 )
VR v1
(h1
h4 )
N0
M R (h2
h1)
VR v1
(h2
h1)
结论：液体过冷提高制冷量、提高制冷系数
空调用制冷技术
(1) 液体过冷
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
氟利昂制冷系统采用回热循环的目的：减少有害过热，防止压缩机液击， 对某些制冷剂可以提高制冷系数
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
(6) 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
冷凝过程
节流过程
通过排气 阀排气
蒸发过程
非绝热压缩 （多变过程）
蒸发器内 有效过热
管道的无 效过热
空调用制冷技术
制冷的基本理论知识
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
问题:
B 4. 回气过热时，如为有效过热会(
)制冷量。
A.降低 B.提高 C.不确定
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
问题:
A 5. 回气过热时，如为无效过热会(
)制冷量。
A.降低 B.提高 C.不确定
空调用制冷技术
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
v1 v1
空调用制冷技术
(2) 回气过热
3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
结论：有效过热：提高制冷量 对循环有利的：提高制冷系数(R134a,R407C) 对循环不利的：降低制冷系数 (氨、R22、R410A)
《制冷技术与原理》——第4章_蒸汽压缩式制冷循环
《制冷技术与原理》——第4章_蒸汽压缩式制冷循环蒸汽压缩式制冷循环是一种常用的制冷循环方式，通过压缩蒸汽来提高蒸汽的温度和压力，并将高温高压的蒸汽通过冷凝器冷凝成液体，释放热量，然后通过节流阀将液体蒸发为低温低压的蒸汽，吸收热量，实现制冷效果。
4.1蒸汽压缩式制冷循环的工作原理蒸汽压缩式制冷循环的工作原理可以分为四个主要过程：压缩、冷凝、膨胀和蒸发。
首先，低温低压的蒸汽从蒸发器中吸入压缩机，经过压缩机的压缩作用，变成高温高压的蒸汽。
在这个过程中，蒸汽的温度和压力都会上升，达到制冷所需的高温高压状态。
接下来，高温高压的蒸汽进入冷凝器，通过冷凝器的冷却作用，迅速降温，从蒸汽态转变为液体态。
在冷凝过程中，蒸汽释放出来的热量被传递给外界环境。
随后，冷凝后的液体蒸汽通过节流阀进入蒸发器，液体蒸汽进入蒸发器后，会迅速蒸发为低温低压的蒸汽。
在蒸发的过程中，液体蒸汽从外界环境吸收热量，将热量带走，从而实现制冷效果。
最后，低温低压的蒸汽再次进入压缩机中，循环开始。
蒸汽压缩式制冷循环是通过不断循环地进行压缩、冷凝、膨胀和蒸发这四个过程来实现制冷效果的。
4.2蒸汽压缩式制冷循环的性能参数蒸汽压缩式制冷循环的性能参数主要包括制冷剂的量热特性以及压缩机的性能参数。
首先，制冷剂的量热特性是制冷循环中非常重要的参数。
量热特性指的是制冷剂在不同温度和压力下的物性参数，包括蒸汽压力、蒸汽温度、比焓等。
根据不同的制冷剂，其量热特性也会有所不同，而且这些参数也会随着温度和压力的变化而变化。
了解制冷剂的量热特性可以帮助我们选择合适的制冷剂，优化制冷循环的性能。
其次，压缩机的性能参数也是评价蒸汽压缩式制冷循环性能的重要指标。
压缩机的性能参数可以分为压缩比、冷凝温度和蒸发温度等。
压缩比是指压缩机的排气压力与进气压力的比值，冷凝温度是指压缩蒸汽在冷凝器中的温度，蒸发温度是指压缩蒸汽在蒸发器中的温度。
这些参数会直接影响到压缩机的性能和制冷循环的效果，因此对于压缩机的选择和设计非常重要。
液体过冷制冷循环
冷凝器的性能参数主要包括传热系数、传热面积、压 力损失等，这些参数的选择和优化对于制冷系统的性
能和效率具有重要影响。
节流阀
节流阀的作用是控制制冷剂的流量和压力，调节制冷剂在 蒸发器中的蒸发量，从而控制制冷系统的制冷量。
节流阀的种类也很多，常见的有手动节流阀、自动节流阀、 电子节流阀等。根据不同的应用场合和制冷剂的不同，其 结构和形式也不同。
蒸发器的种类很多，根据不同的应用场合和制冷剂的不同，其结构和形式也不同。常见的蒸发器有壳管 式、板式、翅片式等。
蒸发器的性能参数主要包括传热系数、传热面积、制冷量等，这些参数的选择和优化对于制冷系统的性 能和效率具有重要影响。
压缩机
压缩机是制冷循环中的核心部件，其主要作用 是压缩制冷剂气体，提高其压力和温度，以便 在冷凝器中冷却和凝结。
在化工行业中，液体过冷制冷循环用于控制化学反应的温度，确保化学反应的顺利进行。在制药行业中，这种制冷技术用于 药品的低温生产和存储，保证药品质量和稳定性。在食品加工行业中，液体过冷制冷循环用于食品的冷冻和冷藏，延长食品 的保质期并保持食品的口感和品质。
空调系统
空调系统是现代建筑中必不可少的设 施之一，用于提供舒适的生活和工作 环境。液体过冷制冷循环在空调系统 中也有广泛应用。通过使用液体过冷 制冷循环技术，可以实现对室内温度 的精确控制，提高空调系统的能效比， 降低能耗和运行成本。
05 液体过冷制冷循环的未来 发展
技术创新
01
02
03
高效能热力膨胀机
研发更高效、紧凑的热力 膨胀机是关键，以提高液 体过冷制冷循环的能效。
新型工质
探索新型、环保、高效的 制冷工质是重要方向，以 适应不断变化的环保要求 和制冷需求。
蒸汽压缩制冷循环
2. 制冷剂的p-h图
p
3 2Байду номын сангаас4 1 h
1-2：制冷剂在压缩机中的绝热压缩过程 2-3：制冷剂在冷凝器中的定压放热过程 3-4：制冷剂在膨胀阀中的绝热节流过程 4-1：制冷剂在蒸发器中的定压定温汽化过程
三、影响制冷系数ε的主要因素
1. 蒸发温度
p
原循环的制冷系数
h1 h4 h2 h1
热 泵
制冷装置—从低温处吸收热量，保持低温。 热泵—向高温处提供热量。 逆循环
Q1 Q2 W 1 供热系数 h W W
热泵传给高温物体的热量包括由消耗的机械功变成的热量 。所以，热泵的供热系数比工作在相同条件下制冷装置的制冷
系数大。直接用电炉取暖所消耗的能量要比用电机带动热泵消 耗的能量大得多，这是因为电炉至多只能将电能全部转化为热 能，而热泵循环不仅如此，还可将取自环境的热量一起送到需 要取暖的房间。
p
25 ℃ 3 30℃ 2
-15℃ 4
1
-5℃
h
附：单级压缩双蒸发器的制冷循环
T-ｓ图及ｐ-ｈ图
高压蒸发器的蒸发压力由蒸发器后面的背压阀来控制,使之 具有较高的蒸发温度。5-6：绝热节流过程，6与8混合成状态点1 。
吸收制冷循环
由低温热源向高温热源传递热量必须消耗能量。在压缩式 制冷装置中要消耗机械功,而在吸收式制冷装置中则主要是消耗
第九节
蒸汽压缩制冷循环
• 一、蒸汽压缩制冷的理想循环 • 二、制冷剂p-h图的特征及其应用 • 三、影响制冷系数的主要因素
制冷循环 — 制冷系数 热泵循环 — 热泵系数 性能系数 COP =收益/花费的代价 h
一、蒸气压缩制冷的理想循环
2 蒸汽压缩制冷循环
压缩机（绝热压缩）——冷凝器（等压放热）——节流阀（绝热节流）——蒸发器（等压吸热）2. 制冷剂状态参数和术语◆压力和温度1.制冷剂在冷凝器中的放热过程是（）A．等温放热B．等压放热C．升温放热D．升压放热2.采用液体过冷后，以下说法正确的是（）A．提高单位制冷制冷量B．降低功耗C．排气效果好D．防止湿压缩3.为了加强传热，蒸发器加肋片一般要加在（）的一侧。
A．表面传热系数小B．表面传热系数大C．温度高D．温度低4.冷凝或液化伴随着（）过程。
A．吸热B．放热C．吸热与放热D．凝固热5.制冷系统制冷量的输出端是（），制冷剂在其中吸取被冷却物体热量以达到制冷目的。
A．蒸发器B．冷凝器C．节流阀D．压缩机6.氨机允许吸入气体稍有过热度，目的是为保证压缩机安全运行，防止（）。
A．湿冲程B．过热C．过冷D．油温过热7.氨机允许吸入气体稍有过热度，目的是为保证压缩机安全运行，防止（）。
A．湿冲程B．过热C．过冷D．油温过热8.蒸发温度过低会使（）。
A．压缩机制冷能力降低B．压缩机功耗减少C．制冷成本减少D．压缩机制冷能力增加9.制冷循环的冷凝温度越高，蒸发温度越低，则压缩理论功率（）。
A．越大B．越小C．不变D．无法确定10.在制冷系统中，有过热循环的产生，就会使（）。
A．吸气比容增大B．吸气比容减小C．吸气压力降低D．吸气压力升高11.在含湿量不变的情况下，空气温度降低则相对湿度（）。
A．降低B．提高C．不变D．波动12.在空调运行中，对于一般湿空气，其越接近相对湿度φ＝100％时，表明空气越接近于（）。
A．饱和B．未饱和C．状态没变化D．无法确定13.冷却干燥过程中空气的焓值一定（）A．增加B．减少C．保持不变D．无法确定14.在h－d图上，等（）线平行于纵坐标轴。
A．温度B．压力C．含湿量D．焓。
第三节 液体过冷、蒸汽过热及回热循环
第三节液体过冷、蒸汽过热及度低于其压力所对应的饱和液体温度。
过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温度之差。
具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。
2.分析
3.实现方法
1.冷凝器后装过冷器（★图1-6）
2.设计，选型时，适当增大冷凝器面积F×1.15（较多使用）
4.压缩机吸气温度t1：
氨：t1＝t0＋（5～8℃）
氟利昂（回热循环）：t1＝15℃
★例1-1
如p＝1atm时，水的ts＝100℃，而通常自来水的温度为20℃，自来水即为过冷液体，过冷度为80℃。
点4’的温度：过冷温度trc
过冷度△trc＝tk－trc
过冷器中通以温度较低的冷却水，如深井水等。可获得较大的过冷度。
3.过热分析
有效过热分析：对循环是否有益与制冷剂性质有关。
2.过热原因
a.蒸发器面积大于设计所需面积（有效过热）
b.蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环境热量而过热（有害）
c.连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）
d.系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴随）
★实际运行中，希望有适当的过热度：
3.制冷系统中设置回热器，采用回热循环
二、蒸汽过热
1.定义
蒸汽过热：制冷剂蒸汽的温度高于其压力所对应的饱和温度。
过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。
具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。
有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，产生有用的制冷效果。
有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。
液体过冷会增大初投资及运行费用，通常对大型的制冷装置才采用液体过冷，而且根据计算，当蒸发温度低于-5℃时，应用液体过冷才是有利的。故一般空调用制冷装置都不采用液体过冷。对于大型的且蒸发温度很低的制冷装置，在条件许可时尽可能采用液体过冷。
1蒸汽压缩式制冷的理论循环
压焓图
等
lg p 压 焓 — — — — — — → → bar
温 线 t
焓 K S 压 X X=0 p V
h
X=1
h kJ/kg
蒸发制冷理论循环压焓图
蒸汽压缩制冷理论循环热力计算
计算目的：确定循环的性能指标、压缩机的容 量及功率以及换热设备的热负荷，为选择制冷 设备提供依据。
1、单位质量制冷量q0 、单位质量制冷量
要进行制冷循环的热力计算， 要进行制冷循环的热力计算，首先需 要知道制冷剂在各主要状态点的某些 热力状态参数，如比容、比焓等。 热力状态参数，如比容、比焓等。这 些参数值可根据给定的制冷剂种类、 些参数值可根据给定的制冷剂种类、 工作温度（或压力）， ），在相应的制冷 工作温度（或压力），在相应的制冷 剂热力性质图和表中查找。 剂热力性质图和表中查找。
单位质量制冷量简称为单位制冷量 q0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物体吸收 的热量（kJ/kg） q0＝h1－h5＝h1－h4 亦可表示为：q0＝r0（1－x5） 其中：r0为制冷剂在蒸发温度时的汽化潜热； x5为节流后制冷剂湿蒸汽的干度。
2、单位容积制冷量qv 、单位容积制冷量
qv：压缩机每吸入1m3制冷剂蒸汽（按吸气状 态计），在蒸发器中所产生的制冷量（kJ/ m3） qv＝q0 / v1＝（h1－h5）/v1 其中：v1为压缩机吸入蒸汽的比容，其大小与 制冷剂性质有关，且受蒸发压力的影响很大。 一般蒸冷系数ε0 、制冷系数
8、热力完善度η 、热力完善度
9、能效比 能效比COP 能效比
coefficient of performance，性能系数 制冷量与输入功率之比 cop=Q0 / Ne ，其中：Ne为轴功率
例题分析
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环双级蒸气压缩式制冷循环是一种通过两个不同压力级别的压缩机来实现制冷的技术。
在这种循环中，高温高压的蒸汽通过第一级压缩机被压缩，然后通过冷凝器放热并冷却成液体，液体再经过节流阀降压，进入低温低压的蒸发器蒸发，吸收热量进行制冷。
而低温低压的蒸汽则通过第二级压缩机再次被压缩，形成高压蒸汽，循环再次进行。
这种循环适用于需要同时实现高温和低温制冷的场合，例如冷库和超市的冷冻柜。
复叠式制冷循环是一种通过多个有机朗肯循环进行分级压缩的技术。
在这种循环中，不同有机工质通过多个级别的压缩进行循环，同时实现了不同温度级别的制冷。
每个循环级别的压力和温度可以根据需要进行调节，使得这种循环对于需要多级别制冷的场合非常适用，例如化工和医药行业的制冷需求。
总的来说，双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环都是高效的制冷技术，它们分别适用于不同的制冷需求。
在实际应用中，根据具体的情况可以选择适合的制冷循环技术，以实现最佳的制冷效果。
制冷循环是现代生活中不可或缺的技术之一，它广泛应用于家用、商用和工业领域。
在不同的环境和使用条件下，需要不同的制冷技术来满足特定的需求。
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环就是两种常用的制冷技术，它们分别具有各自独特的特点和优势。
双级蒸气压缩式制冷循环适用于需要同时进行高温和低温制冷的场合。
在这种循环中，通过两个不同压力级别的压缩机对蒸汽进行压缩，实现两个不同温度级别的制冷。
高温高压的蒸汽通过第一级压缩机被压缩，然后通过冷凝器放热成液体，再经过节流阀降压进入低温低压的蒸发器蒸发，吸收热量进行制冷。
低温低压的蒸汽则通过第二级压缩机再次被压缩，形成高压蒸汽，循环再次进行。
这种制冷循环适用于需要同时进行高温和低温制冷的场合，例如在冷库和超市的冷冻柜等。
复叠式制冷循环是一种通过多个有机朗肯循环进行分级压缩的技术。
在这种循环中，不同有机工质通过多个级别的压缩进行循环，同时实现了不同温度级别的制冷。
制冷原理—蒸汽压缩式制冷的理论循环和实际循环
一、制冷剂压焓图（P-V图）
制冷系统中循环流动的工作介质叫制冷剂(又称制
冷工质)，它在系统的各个部件间循环流动以实现能
量的转换和传递，达到制冷机向高温热源放热；从
低温热源吸热，实现制冷的目的。
一、制冷剂压焓图（P-V图）
以特定制冷剂的焓值为横坐标，以压
力为纵坐标绘制成的线图成为该制冷剂的
具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。
有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，
产生有用的制冷效果。
有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。
1、有害过热分析：
（1）单位制冷量不变，单位压缩功增加
（2）单位冷凝负荷增大
（3）进入压缩机的制冷剂比容增大
（4）压缩机的排气温度升高
（1）蒸发器面积大于设计所需面积（有效过热）
压焓图。为了缩小图的尺寸，并使低压区
内的线条交点清楚，所以纵坐标使用压力
的对数值LgP绘制，因此压--焓图又称
LgP-E图。
一、制冷剂压焓图（P-V图）
一点（临界点）
两线（饱和液体线；干饱和蒸气线）
三区（过冷区；湿蒸气区；过热气区）
五状态（未饱和液体；饱和液体；湿饱
和蒸气；干饱和蒸气； 过热蒸气）
在循环制冷计算中，将制冷剂饱和液
体的温度降低就变为过冷液体。
气液两相区：介于饱和液体线与饱和
气体线之间的区域为。
过热蒸气区：干饱和蒸气线右边区域。
饱和液体线
干饱和蒸气线
饱和液体线
（压力）
未饱和液体
过热蒸气
焓
六参数：
➢等压线p — 水平线
➢等焓线 h— 垂直线
➢等干度线 x
2、蒸气压缩制冷循环的P-h图，试指出进行各热力过程相应设备的名
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷是一种常见的制冷方式，广泛应用于家用空调、商用冷藏设备等领域。
其原理基于蒸汽的压缩、冷凝、膨胀和蒸发
过程，通过这些过程来实现制冷效果。
在本文中，我们将深入探讨
蒸汽压缩式制冷的原理及其工作过程。
首先，蒸汽压缩式制冷的基本原理是利用蒸汽的物理性质来实
现制冷。
在制冷循环中，蒸汽通过压缩机被压缩成高压蒸汽，然后
通过冷凝器散发热量并冷凝成液态，再经过节流阀膨胀成低压蒸汽，最后通过蒸发器吸收热量并蒸发成蒸汽，完成了一个完整的制冷循环。
其次，蒸汽压缩式制冷的工作过程可以分为四个主要阶段，压缩、冷凝、膨胀和蒸发。
在压缩阶段，蒸汽被压缩机压缩成高压蒸汽，同时温度和压力均升高。
然后高压蒸汽进入冷凝器，在这里蒸
汽释放热量，冷却并凝结成液态。
接下来，液态蒸汽通过节流阀膨
胀成低压蒸汽，此时温度和压力均下降。
最后，低压蒸汽进入蒸发器，在这里吸收外界热量并蒸发成蒸汽，完成了整个制冷循环。
蒸汽压缩式制冷的原理非常简单，但却非常有效。
通过不断循
环利用蒸汽的物理性质，可以实现不断的制冷效果。
同时，蒸汽压缩式制冷还具有制冷效果好、稳定性高、操作简便等优点，因此被广泛应用于各个领域。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理是基于蒸汽的压缩、冷凝、膨胀和蒸发过程来实现制冷效果的。
通过压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等组件的合作，完成了一个完整的制冷循环。
蒸汽压缩式制冷具有原理简单、效果显著、操作方便等优点，因此被广泛应用于各种制冷设备中。
希望本文能够帮助大家更好地理解蒸汽压缩式制冷的原理和工作过程。
蒸汽压缩式制冷循环
另外：
qmg h6 qmg qmd h3 qmd h2
h6 qmg h3 qmd (h2 h3 ) qmg
可得：
h2 h4 h3 (h2 h3 ) h3 h4
高压压缩机消耗的理论功率：
Qo h3 h4 Ptg qmg wg (h7 h6 ) h1 h4 h3 h9
热将在超临界区进行。而吸热则在临界点以下
进行，整个循环跨越临界点。
T
3
2
4
1 5 6 0
图4-4 CO2跨临界循环
1—2压缩过程；2—3气体冷却过程； 3—4气体冷却过程；4—5节流过程； 5—6蒸发过程；0—1气体过热过程。
S
4.2 多级蒸气压缩式制冷循环
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 概述 两级压缩制冷循环 两级压缩制冷循环的热力计算 中间压力的选择
S
2．劳伦茨循环
朗肯循环的主要特征 有两个定压定温的相变过程与纯 质制冷剂及共沸混合制冷剂的压力特 性相适应。
劳伦茨循环
循环中的两个相变过程变成伴 随有降温的定压凝结和伴随有升温 的定压蒸发。
T
2 3 1
4
s
图2-3 劳伦茨循环
3．跨临界循环
定义
将CO2作为制冷剂用于空调制冷的温度范
围时，由于CO2的临界温度低（仅30℃），排
R507-R1150 R507两级压缩—R1150单级压缩组合的复叠式循环 R507-R1150 R507两级压缩—R1150两级压缩组合的复叠式循环
R22-R23R50
R507-R23R50
R22单级压缩—R23单级压缩—R50单级压缩组合的复叠 式循环
R507单级压缩—R23单级压缩—R50单级压缩组合的复叠 式循环
过冷循环 过热循环 回热循环原理与初步热力计算全套
过冷循环、过热循环、回热循环原理与初步热力计算全套一、过热.过热度、过热蒸气、有害过热、有益过热L过热蒸汽是什么意思？所谓的过热蒸汽，是指在一定的压力下，温度高于饱和温度的制冷剂蒸气，称为过热蒸气。
制冷压缩机排气管处的蒸气温度，一般都高于饱和温度，都属于过热蒸气，称之为〃排气过热〃。
制冷压缩机吸气管处的蒸气温度，一般吸收了环境温度所以温度高于饱和蒸发温度，都属于过热蒸气，称之为〃吸气过热〃。
2、过热与过热度是什么意思？在饱和压力条件下，继续使饱和蒸气被加热，使其温度高于饱和温度，这种状态称为过热，这种状态下的蒸气称为过热蒸气，此时的温度称为过热温度，过热温度与饱和温度的差值称为过热度。
在制冷系统中压缩机的吸气往往是过热蒸气，若忽略管道的微小压力损失，那么，压缩机吸气温度与蒸发温度差值就是在蒸发压力下制冷剂蒸气的过热度。
制冷压缩机排气管内的温度均为在冷凝压力下的过热蒸气，排气温度与冷凝温度的差值就是排气过热度。
例如：蒸发器内的压力为0.49MPa,则饱和温度为5o Cβ饱和状态的A-B间为5℃,A-B间冷媒为气液混合状态（潜热）。
B-C间所有的液体已经变为气体。
状态为全气体状态，并且周围的热量将会侵入，使温度继续上升（显热），譬如升至这时蒸发器出口温度比蒸发器内的温度高5。
（：这种状态称为过热,我们称这时流出的冷媒有5。
C的过热度。
3、有效过热、无效过热/有害过热为了使进人压缩机的制冷剂不含液体,状态1应位于过热蒸气区变更为1'点若制冷剂从饱和状态加热到状态1'时吸收的热量全部用于制冷,则制冷机的单位质量制冷量增加,增加量为（hl'-h。
这部分的过热我们称作为有效过热。
由于过热,使比体积Vl增加,所以单位体积制冷量（hr-h6）∕v可能增加,也可能减少。
对常用的制冷剂,经过点1的等熠线一般地较经过点r的等熠线为陡,表明蒸气过热后,等精压缩时单位质量制冷剂所消耗的功也增加。
由于单位质量制冷量和等燧压缩时的单位质量压缩功均随蒸气过热而增加,等熔压缩制冷系数也有增加或减少的两种可能性。
4过冷过热循环
• 过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱
和液体温度之差。
• 过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体
过冷循环。
P
2. 过冷循环
PK PO
• 1-2 （压缩机）：等熵压缩；
• 2-3 （冷凝器）：等压放热； • 3-3’（过冷器）：等压传热； • 3’-4（节流阀）：等焓节流； • 4-1 （蒸发器）：等压吸热
2.实现方法：
系统中设回热器
吸气管与供液管绑扎
P
3. 循环过程
PK PO
3' 3 tk tgl 4
Pk Po tgr to 1'
2 1
• 1’-2（压缩机）：等熵压缩； • 2-3（冷凝器）：等压放热冷凝； • 3-3’（回热器）：等压放热过冷； • 3’-4（节流阀）：等焓节流； • 4-1（蒸发器）：等压吸热制冷； • 1-1’ （回热器）：等压吸热过热。
h
3. 实现方法
• 蒸发器面积大于设计所需面积（有效）； • 蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环 境热量而过热（有害）； • 系统中设置回热器（有害过热，但有过冷
过程伴随）。
4. 热力分析
（1）有害过热分析： • 单位压缩功增加
（2）有效过热分析：
• 单位压缩功增加 • 单位制冷量增加
• 单位制冷量不变
h
4. 热力分析
• 单位压缩功增加； • 单位制冷量增加； • 回热循环不一定能提高制冷系数； • 氨不采用回热循环； • 回热适合在氟制冷系统中使用。
制 冷 技 术
第4讲
带液体过冷、蒸气过热、回热系统
单级蒸气压缩式制冷循环
一、液体过冷
• 什么是液体过冷？
06 带液体过冷、蒸汽过热、回热系统蒸汽压缩式制冷循环
• 蒸气过热：制冷剂蒸汽温度高于其压力对应的饱和温度。
• 过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。 • 过热循环：具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。 • 有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，产生有用的制冷却介质以外，无制冷效
果。
二、蒸气过热
2. 过热循环
• 1’-2 （压缩机）：等熵压缩； • 2-3 （冷凝器）：等压放热； • 3-4 （节流阀）：等焓节流; • 4-1 （蒸发器）:等压吸热 ；
• 1-1’ （过热）：等压传热
二、蒸气过热
3. 实现方法
• 蒸发器面积大于设计所需面积（有效）； • 蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环境热量而 过热（有害）； • 连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）； • 系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴 随）。
?单位压缩功增加?单位压缩功增加?单位制冷量不变?单位冷凝负荷增大?进入压缩机的制冷剂比容增大?压缩机的排气温度升高4
制 冷 技 术
第4讲
带液体过冷、蒸汽过热、回热系统
蒸汽压缩式制冷循环
一、液体过冷
1. 基本概念
• 液体过冷：液体制冷剂的温度低于其压力所对应的饱
和液体温度。
• 过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温
度之差。
• 过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。
一、液体过冷
2. 过冷循环
• 1-2 （压缩机）：等熵压缩；
• 2-3 （冷凝器）：等压放热；
• 3-3’（过冷器）：等压传热；
• 3’-4（节流阀）：等焓节流；
• 4-1 （蒸发器）：等压吸热
一、液体过冷
3. 实现方法
• 冷凝器后装过冷器；
制冷技术：实际制冷循环
蒸气压缩式制冷的实际循环1. 液体过冷、吸气过热及回热循环实际制冷循环过程中，制冷剂在冷凝器的出口会达到过冷液体状态，在压缩机吸入口会呈现蒸气过热状态，实际制冷装置还会设置回热器，即将冷凝器出口的常温高压液体与蒸发器出口的低温低压蒸气进行热交换。
下面讨论制冷剂液体的过冷、低温蒸气的过热以及回热对循环的影响。
（1）液体过冷液体过冷是指制冷剂在节流阀前被冷却到过冷液体状态。
制冷剂此时的温度称为过冷温度。
冷凝温度与过冷温度之差，称为过冷度。
图1-7为有再冷却的蒸气压缩式制冷循环在lg p-h 图上的表示，图中的3’点所对应的温度即为过冷温度，3与3’两点之间的温差Δt即为过冷度。
从图中可以看出：无再冷的饱和循环12341和有再冷的循环1233’4’41相比，节流过程由3-4变为3’-4’，单位质量制冷剂制冷量由h1-h4增加了△q0变为h1-h4’，而整个循环的压缩功并没有发生变化，依然是h2-h1，因此，过冷会提高制冷量和制冷系数，对循环是有利的。
而采用再冷循环，提高制冷系数的大小与制冷剂的种类及再冷度有关。
根据计算，当T k=30℃，T0=-15℃时，每再冷1℃，制冷系数提高：氨为0.46%；R22为0.85%。
图1-7 有再冷却的蒸气压缩式制冷循环在lg p-h图上的表示使制冷剂过冷的方法有增加冷凝器换热面积、增加冷却介质的流量和设置过冷器。
通常，对于大型的氨制冷装置，且蒸发温度在-5℃以下会采用过冷器，空气调节用制冷装置（如冷水机组等）一般不单独设置过冷器，而是通过适当增加冷凝器的传热面积的方法，实现制冷剂在冷凝器内过冷。
此外，在小型制冷装置中采用气－液热交换器（也称回热器）也能实现液体过冷。
（2）蒸气过热蒸气处于过热蒸气状态时的温度称为过热温度，过热温度与该压力下的饱和温度之差，称为过热度。
图1-8为蒸气过热循环在lg p-h图上的表示，图中1’点所对应的温度称为过热温度，1’与1点的温差则称为过热度。
蒸汽压缩式制冷解析
3.1.3 单级蒸气压缩式制冷循环的工作过程
制冷剂的变化过程(flash)
3.2.2 制冷剂状态图
一点：
临界点C 液相区、 两相区、 气相区。 过冷液状态、 饱和液状态、 湿蒸气状态、 饱和蒸气状态、 过热蒸气状态。 等压线p（水平线） 等焓线h（垂直线） 饱和液线x=0， 饱和蒸气线x=1， 无数条等干度线x 等熵线s 等比体积线v 等温线t
我国活塞式制冷压缩机标准 GB10875--89中规定了不同制冷机使 用温度在高温、中温和低温的不同温 度范围。
1. 制冷工况
压缩机的制冷量和轴功率等参数随工况条件变 化，为了衡量、比较压缩机性能，制定公认的温度 条件(名义工况)，作为压缩机制冷量选用和比较的标 准。
名义工况(旧)
标准工况
空调工况
q0 h1' h1
w0 ( h2' h1' ) ( h2 h1 )
有效过热循环的制冷系数可表示为
q q0 q0 w w0 w0
' 0
由制冷剂的T-s图我们可以得到，在过热区， 过热度越大，其等熵线的斜率越大，根据式 （3-17），得
w0 0
带有过冷的循环，叫做过冷循环。 采用液体过冷对提高制冷量和制冷 系数都是有利的。
图3-11
过冷循环在T-s图（a）和lgp-h图（b）上的表示
与无过冷的循环1-2-3-4-5-1相比，过 冷循环的单位制冷量的增加量为
q0 h5 h5 h4 h4
因两个循环的理论比功w 0相同， 过冷循环的制冷系数 比无过冷循环的制冷系数 要大。
蒸发温度越低
(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
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三、回热循环
5. 优点
• 利于压缩机运行，防止液击；
• 提高压缩机输气系数；
• 改善低温下压缩机的润滑条件。
• 蒸发器面积大于设计所需面积（有效）； • 蒸发器与压缩机间的连接管道吸取外界环境热量而 过热（有害）； • 连接管道吸取被冷却对象的热量而过热（有效）； • 系统中设置回热器（有害过热，但有过冷过程伴 随）。
二、蒸气过热
4. 热力分析
（1）有害过热分析： • 单位压缩功增加 • 单位制冷量不变 • 单位冷凝负荷增大 • 进入压缩机的制冷剂比容增大 • 压缩机的排气温度升高
• 2-3 （冷凝器）：等压放热；
• 3-3’（过冷器）：等压传热；
• 3’-4（节流阀）：等焓节流；
• 4-1 （蒸发器）：等压吸热
一、液体过冷
3. 实现方法
• 冷凝器后装过冷器；
• 设计，选型时，适当增大冷凝器面积；
• 制冷系统中设置回热器，采用回热循环。
一、液体过冷
4. 热力分析 • 单位制冷制冷量：q0＝h1－h5’ • 单位理论压缩功：w0＝h2－h1 单位质量制冷量提高 耗功量不变 制冷系数增大
二、蒸气过热
4. 热力分析
（2）有效过热分析：
对循环是否有益与制冷剂性质有关。
（3）实际运行中： 希望有适当的过热度。氨过热度5～8℃， 氟利昂一般取可采取较大的过热度。
三、回热循环
1.回热循环
冷凝后的制冷剂液体与蒸发后的制冷剂 蒸气进行热交换，实现液体过冷蒸气过 热的制冷循环。
2.实现方法：系统中设回热器。
制 冷 技 术
第4讲
带液体过冷、蒸汽过热、回热系统
蒸汽压缩式制冷循环
一、液体过冷
1. 基本概念
• 液体过冷：液体制冷剂的温度低于其压力所对应的饱
和液体温度。
• 过冷度：液体过冷温度和其压力所对应的饱和液体温
度之差。
• 过冷循环：具有液体过冷的循环称为液体过冷循环。
一、液体过冷
2. 过冷循环
• 1-2 （压缩机）：等熵压缩；
冷效果。
• 有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效
果。
二、蒸气过热
2. 过热循环
• 1’-2 （压缩机）：等熵压缩； • 2-3 （冷凝器）：等压放热； • 3-4 （节流阀）：等焓节流; • 4-1 （蒸发器）:等压吸热 ；
• 1-1’ （过热）：等压传热
二、蒸气过热
3. 实现方法
三、回热循环
3. 循环过程
• 1’-2（压缩机）：等熵压缩； • 2-3（冷凝器）：等压放热冷凝； • 3-3’（回热器）：等压放热过冷； • 3’-4（节流阀）：等焓节流； • 4-1（蒸发器）：等压吸热制冷； • 1-1’ （回热器）：等压吸热过热。
三、回热循环
4. 热力分析 • 单位压缩功增加； • 单位制冷量增加； • 回热循环不一定能提高制冷系数； • 氨不采用回热循环； • 回热适合在氟制冷系统中使用。
0 p0 5'pk 3 2
过冷循环
h
二、蒸气过热
1. 基本概念
• 蒸气过热：制冷剂蒸汽温度高于其压力对应的饱和温度。
• 过热度：蒸汽过热后的温度和同压力下饱和温度的差值。 • 过热循环：具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。 • 有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，产生有用的制